Projekt: Gleitschichten für Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge

Gleitschichten für Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge

Beteiligte Mitglieder	GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V. Haseltal Werkzeugbau und Kunststofftechnik GmbH
weitere beteiligte Unternehmen	Fachhochschule Schmalkalden
Auftraggeber	Haseltal Werkzeugbau und Kunststofftechnik GmbH Am Schertzer 37 98587 Steinbach-Hallenberg
Branche	22 Herstellung von Gummi- und Kunststoffwaren
Projektart	Forschungs- / Entwicklungsprojekt
Ausgangssituation	Eine fehlerfreie Bearbeitung der Kunststoffe beim Spritzgießen kann nicht immer gewährleistet werden. So kann bei der Verarbeitung der Kunststoffe beim Spritzgießen bspw. starker Verschleiß an Werkzeugoberflächen, aber auch Belagbildung, Verklebung oder das sog. „Fressen“ vor allem an bewegten Komponenten aufgrund ungenügender Gleit- und Reibeigenschaften auftreten. Bild 1: Gefressener Auswerfer
Zielstellung	Kohlenstoffhaltige Schichten mit verbesserten Reibwerten und einer geringeren Adhäsionsneigung gegenüber verschiedenen Kunststoffen sind hierbei sehr gut geeignet, um sowohl Verschleiß als auch das Reib- und Gleitverhalten zu verbessern. Daher liegt die Zielstellung des Projektes in folgenden Punkten: Entwicklung kohlenstoffhaltiger Schichtsysteme zur Optimierung des Gleitverhaltens Reduzierung der Adhäsionsneigung und Verbesserung der Entformbarkeit durch angepasste Schichtsysteme Entwicklung von Messmethoden zur Charakterisierung beschichteter Werkzeuge im Einsatz
Ergebnisse	Es wurden verschiedene kohlenstoffhaltige Schichtsysteme hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit auf Spritzgießwerkzeugen mit unterschiedlichen Werkzeugwerkstoffen getestet, wobei sowohl mehrlagige Kohlenstoff-Hartstoffschichtsysteme aber auch diamantartige Schichten (DLC) zum Einsatz kamen. Die abgeschieden Schichtsysteme wurden im Hinblick auf Haftfestigkeit, Härte, reproduzierbare Abscheidung, Reibwert, Verschleißeigenschaften mit verschiedenen Meßmethoden charakterisiert und werden noch im Einsatz getestet. Die besten Ergebnisse der beschichteten Werkzeugkomponenten zeigten bisher Hartstoffschichten welche zusätzlich mit einer DLC-Decklage (Me-DLC) versehen sind. Diese Schichtsysteme zeichnen sich vor allem durch eine moderate Nanohärte von etwa 20 GPa und einem Reibkoeffizienten gegen Stahl von etwa 0,15 aus.