(K)eine scharfe Sache

Werden Kunststoffteile spritzgegossen oder gepresst, können an der Werkzeugtrennebene scharfe Grate entstehen. Deren Entfernen kann vor allem bei komplizierten Formen eine echte Herausforderung sein. Nicht so mit Infrarot-Strahlung: Sie erwärmt Kunststoff so gezielt an der Ober- fläche, dass der Grat wegschmilzt, ohne dabei das Produkt zu beschädigen.

Grate nicht mehr einzeln manuell mit Messern oder Gasflammen entfernen, sondern reproduzierbar und gleichförmig innerhalb der Produktionslinie – Infrarot-Strahler aus Quarzglas machen´s möglich. Sie lassen sich dem Verlauf von Graten nachformen und schmelzen diese dabei so exakt ab, dass das eigentliche Werkstück nicht beschädigt wird.

Heraeus Noblelight präsentierte im Oktober 2005 konturangepasste Infrarot-Strahler zum Entgraten auf der Messe „Fakuma“ in Friedrichshafen. Daraus ergaben sich viele Fragen und Anregungen aus dem Bereich der Kunststoffverarbeiter.

Wohin verschwindet der Grat?

Ein Grat ist oft scharfkantig und störend, enthält meist jedoch nur wenig Material. Einfaches Erwärmen mit Infrarot-Strahlung bewirkt, dass das Material schmilzt und sich zurückzieht. Infrarot-Strahler können so gewählt und eingestellt werden, dass Material weder herabtropft noch verbrennt. Es verschmilzt im Idealfall einfach mit dem Untergrund.

Schwierig sind Grate mit großer Masse, denn die große Menge an Kunststoff kann nicht einfach mit dem Untergrund verschmelzen. Hier muss die erste Maßnahme eine Werkzeugoptimierung sein, um den Grat zu minimieren. Erst danach kann die thermische Entgratung wirkungsvoll eingreifen.

Was lässt sich thermisch entgraten?

Anwender interessiert in erster Linie, ob sich ihr Produkt mit Infrarot-Strahlung qualitativ verbessern lässt. Inzwischen liegen dazu aus unzähligen Versuchen Ergebnisse vor, die bei der Einschätzung helfen:

Größten Einfluss hat der Kunststoff selbst. Thermoplaste wie Polyethylen (PE) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) lassen sich prinzipiell noch einmal erwärmen; Duroplaste wie Phenolformaldehyd oder UP-Harze dagegen nicht, jedenfalls nicht so weit, dass ein Grat geschmolzen werden kann.
Kunststoffe mit sehr niedriger Verformungstemperatur sind problematisch für das thermische Entgraten, denn die Umgebung erreicht unter Umständen sehr früh eine kritische Temperatur.
Kunststoffe mit Zusätzen oder Füllstoffen wie beispielsweise Glasfasern, die für formstabile Wannen oder Behälter verwendet werden, lassen sich nur schlecht thermisch entgraten, da zwar der Kunststoff schmilzt, die Fasern aber bestehen bleiben.
Schwarze Kunststoffe absorbieren Infrarot-Strahlung besser als weiße oder transparente. Eine Erwärmung geht also bei dunklen Materialien wesentlich schneller.
Sehr gut geeignet für die thermische Entgratung sind Kunststoffteile aus ABS, Polymethylmetacrylat (PMMA) oder dem Synthesekautschuk EPDM, wie sie häufig im Automobilbereich zu finden sind. Intensiv getestet wurden viele Kunststoffprodukte für Innenverkleidungen, Motorraum, Kofferraum, Scheinwerfer oder Stoßfänger. Gerade bei Kunststoffteilen, die später noch kaschiert oder lackiert werden sollen (Sichtteile im Autoinnenraum), stört ein scharfkantiger Grat bei der Weiterverarbeitung. Er lässt sich mit geeigneten Infrarot-Strahlern in Sekunden zuverlässig und reproduzierbar verschmelzen.

Wie sind die Strahler aufgebaut?

Alle Strahler sind individuell auf die Werkstücke abgestimmt, die erwärmt werden sollen und bilden die entsprechenden Kanten genau ab. Dazu wird zuerst eine Form hergestellt, nach der der Körper aus Quarzglas gebogen wird. In diesen Körper wird eine passende Heizwendel eingeführt.

Die Infrarot-Module sind kompakt gebaut und können einfach in die Fertigung integriert werden, auch in bereits bestehende Anlagen. So wird durch Infrarot-Wärme die Inline-Entgratung möglich und die Kunststoff-Formteile lassen sich sofort weiterverarbeiten.

www.kem.de

Infrarot-Strahler zum Entgraten KEM 458

Heraeus-Portfolio allg. KEM 459

Warum Infrarot-Strahler?

Infrarot-Strahler werden exakt auf den Produktionsschritt abgestimmt, sie erwärmen große Oberflächen genauso wie schmale Ränder. Flexible Bauformen ermöglichen eine Anpassung auch an komplex geformte Werkstücke. Da sich die Geräte sekundenschnell an- oder ausschalten lassen, werden Energie und Kosten gespart. Kunststoffteile werden in wenigen Sekunden besonders effizient entgratet, verschweißt oder vernietet, weil Wärme zeitlich begrenzt und nur exakt an der richtigen Stelle eingesetzt wird. Das heißt: Wärme nur dort, wo sie gebraucht wird und nur solange sie für den Prozess nötig ist.

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