Produktion von Kunststoffteilen mit metallischen Bereichen

Im Vordergrund steht die Integration und Kombination bekannter Technologien zu einem Einstufenprozess. Das sogenannte In-Mould Metal Spraying (IMMS) besteht aus der Kombination aus Spritzgießen und dem thermischen Metallspritzen.

In einem ersten Schritt wird eine Metallschicht inline mit einem Beschichtungsverfahren, dem sogenannten thermischen Spritzen (thermal spraying), auf bestimmte Bereiche der Kavitätsoberfläche im Spritzgießwerkzeug (in-mould) aufgetragen.

Dabei wird das Metall mit einem elektrischen Lichtbogen angeschmolzen und dann mit Pressluft auf die Werkzeugoberfläche geschleudert. Im nächsten Schritt wird diese Metallschicht mit Kunststoff hinterspritzt. Die Metallschicht verbindet sich dadurch ähnlich wie im In-Mould-Labeling-Verfahren mit dem Kunststoffbauteil. Das Kunststoffbauteil mit partieller Metalloberfläche wird anschließend entformt.

Die Forscher führen die Haftung zwischen Metall und Kunststoff auf Mikroverklammerungen des Kunststoffs in der rauen Metalloberfläche zurück. Verglichen mit den etablierten Verfahren zur Metallisierung von Kunststoffspritzgießbauteilen wie z. B. PVD-Beschichtung, dem Einsatz elektrisch leitfähiger Kunststoff-Compounds oder dem Überspritzen (Overmoulding) von Metallgittern, erlaubt der neue integrative Verfahrensansatz höhere Designfreiheiten bei gleichzeitig sehr guten elektrischen Eigenschaften.

Mit dem neuen IMMS-Verfahren ergeben sich vielfältige Anwendungen insbesondere in den Bereichen Elektronik und Elektrotechnik sowie im Automobilbau. So ist die Herstellung von Motorsteuergeräten aus Kunststoff mit integrierter elektromagnetischer Abschirmung denkbar oder im aufkommenden Markt für Elektromobilität die Herstellung von Batterie- und Motoreinkapselung. Darüber hinaus ermöglicht der partielle Auftrag der Metallschicht die direkte Fertigung von Leiterbahnstrukturen auf elektronischen Bauteilen.