Bayer (Schweiz) AG
Erste Serienfertigung im DirectSkinning-Verfahren mit aliphati- schem Polyurethan.
Helle, UV-beständige und kratzfeste Oberflächen.

Die DirectSkinning-Technologie ist ein neues Produktionsverfahren, mit dem Spritzgussteile noch wirtschaftlicher in einem Prozessschritt gefertigt werden können. Es wird jetzt zum ersten Mal in der Serienfertigung von Teilen für den Fahrzeuginnenraum in Verbindung mit einem aliphatischen Polyurethan-Werkstoff eingesetzt.


Dank des lichtstabilen 2K-Polyurethansystems Bayflex LS kann die Dekorblende auch in hellen Farben beschichtet werden. Gefertigt wird das Bauteil im DirectSkinning-Verfahren.

Die fischer automotive systems GmbH und die Bayer MaterialScience AG haben im Rahmen eines Technologieprojektes zum DirectSkinning-Verfahren gemein- sam erfolgreich eine Dekorblende entwickelt, die inzwischen in Serie gefertigt wird. Das Bauteil verschliesst ein kinematisches Schubfach, das sich im BMW 5er-Gran-Turismo direkt über der Mittelkonsole in der Instrumententafel befindet.

«Unser Gemeinschaftsprojekt belegt, dass DirectSkinning reif für die Serienferti- gung ist und dass damit im Autoinnenraum Spritzgussteile mit hochwertigen, farbigen Polyur­ethan-Dekoroberflächen hergestellt werden können», erklärt Dr.-Ing. Michael Baumeister, Leiter der Produktion und Logistik im Werk Horb von fischer automotive systems.

Die etwa 1,4 Millimeter dicke Beschichtung der Dekorblende basiert auf dem Polyurethan (PUR)-System Bayflex LS (LS = Light Stable) von BaySystems. BaySystems ist die globale Dachmarke für das Polyurethan-Systemgeschäft von Bayer Material Science. Das hier eingesetzte System wurde für das Direct- Skinning-Verfahren massgeschneidert entwickelt. Die Blende wird in fünf Farben produziert – unter anderem in Elfenbeinweiss und in einem hellen Beige- und Grauton. «Unsere PUR-Systeme werden dem Trend zu hellen Farben im Autoin- nenraum gerecht, denn sie sind dauerhaft UV-beständig und farbecht. Ausserdem verleihen sie den Oberflächen eine hohe Kratz-und Abriebfestigkeit», so Gregor Murlowski, Polyurethanexperte bei Bayer MaterialScience. Der thermoplastische Träger der Blende besteht aus dem wärmeformbeständigen und schlagzähen Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol (PC/ABS)-Blend Bayblend T85 – ebenfalls ein Werkstoff des Leverkusener Unternehmens.

Kurze Zykluszeiten, geringere Investitionen, einfachere Logistik
«Die DirectSkinning-Technologie kombiniert den Spritzguss von Thermoplasten mit dem Reaction-Injection-Molding (RIM)-Verfahren der PUR-Verarbeitung. Das beschichtete Bauteil wird, vergleichbar zum Mehrkomponentenspritzgiessen, direkt auf der Spritzgiessmaschine in nur einem Werkzeug (auch Mehrfachwerkzeuge sind möglich) gefertigt. Nach der Herstellung des thermoplastischen Trägers wird das PUR-System mittels eines PUR-Mischkopfs in das geschlossene Werkzeug injiziert und die Thermoplastoberfläche so beschichtet. Beim Einsatz eines Dreh- teller- oder Wendeplattenwerkzeugs können beispielsweise beide Fertigungs- schritte parallel ausgeführt werden, was kurze Zykluszeiten und damit eine hohe Produktivität sicherstellt», erläutert Andreas Bürkle, Projektleiter DirectSkinning bei fischer automotive.


Die fein genarbte PUROberfläche dieser Cupholder-Dekorblende zeigt keine Fehler wie etwa Schlieren, Blasen oder Farbseparationen. Sie ist angenehm weich, grifffreundlich und von hoher Wertanmutung.

Der Nachbearbeitungsaufwand für die so hergestellten Bauteile ist nur sehr gering. Dicke und Farbe der PUR-Schicht lassen sich in weiten Bereichen variieren. Da das Bauteil in nur einem Werkzeug entsteht, kommt das DirectSkinning im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ohne separate Beschichtungsanlage aus. «Entsprechend geringer sind die Investitionen und der Raumbedarf für die be- nötigten Maschinen. Der Transport und die Zwischenlagerung der reinen Spritz- gussteile entfallen, was die logistischen Abläufe vereinfacht und die Gefahr von Kontaminationen und Beschädigungen minimiert», so Rainer Protte, bei Bayer MaterialScience verantwortlich für die Entwicklung von Spritzgiess-Sonderver- fahren.

Heisslichtalterungtests bestanden
Die PUR-Oberflächen der Dekorblende wurden hinsichtlich ihrer Lichtstabilität um- fangreich geprüft – unter anderem durch Wärmelagerungs- und Heisslichtalterung- tests sowie Klimawechsel- und Sonnensimulationsprüfungen. Die Untersuchungen ergaben, dass über die Lebensdauer des Bauteils so gut wie keine Oberflä- chendefekte, Entfärbungen, Vergilbungen oder Härteschwankungen auftreten. So werden etwa die strengen Anforderungen der Automobilhersteller an die Vergil- bungsstabilität von Kunststoffoberflächen im Autoinnenraum erfüllt. Ausserdem gelang es, die mit einer lederähnlichen Narbung versehene Werkzeugoberfläche exakt abzubilden und die PUR-Oberfläche exakt den Farbvorgaben anzupassen und ihre optische Wirkung präzise mit benachbarten Oberflächen aus anderen Materialien abzustimmen (Colour Matching). Der erfolgreichen Serienentwicklung waren umfangreiche gemeinsame Arbeiten vorangegangen. So wurde beispiels- weise die Praxistauglichkeit des Direct Skinning-Verfahrens an einem Prototyp- bauteil aus der Serienanwendung – einer Cupholder-Dekorblende – geprüft. 


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