Projektskizze „Internationalisierung des KIMW-Clusters” Teilprojekt „Thermische Barriere Schichten” (TBC) Notwendig für die Herstellung von Spritzgießbauteilen mit hoher Güte und Reproduzierbarkeit sind ein exakt auf das Bauteil abgestimmtes Werkzeug, eine gute Materialvorbereitung und eine optimale Parametereinstellung der Spritzgießmaschine. Neben der richtigen Wahl der maschinenseitigen Prozessparameter in der Formfüll- und Abkühlphase, ist der Einfluss der Temperatur formgebender Werkzeugoberfläche auf die Bauteileigenschaften von großer Bedeutung. Demnach können entscheidende Eigenschaften wie Oberflächendefekte, Schwindung oder Verzug je nach Formfüllprozess bzw. Formfüllmasse durch die Werkzeugtemperatur beeinflusst werden. Der Einsatz neuester Werkzeugtechnologien, wie z.B. induction molding, ermöglicht eine effiziente Fertigung und eine optimale Bauteilqualität. Allerdings führt die Anwendung dynamischer Temperiertechnologien, bei dem Versuch Oberflächendefekte (z.B. Bindenähte) zu kaschieren, zu einer deutlichen Verschlechterung der Energiebilanz des Spritzgießprozesses. So führt der Einsatz der relativ effizienten, induktiven Erwärmung zu einem um 100% erhöhten Energieverbrauch für die Herstellung hochwertiger Kunststoffbauteile. Durch die Verwendung thermischer Barriereschichten auf Werkzeugoberflächen, anstatt dynamischer Temperiertechnologien, kann die Energieeffizienz des Spritzgießprozesses um 50 % gesteigert werden, ohne Abstriche bei der Formteilqualität. Aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit, sind Keramiken die idealen Materialien für solche Isolationsschichten. Jedoch sollte beachtet werden, dass sie im Gegensatz zu Metallen sehr unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Zusätzlich wird das metallische Substrat (in diesem Fall das Werkzeug) gegen Oxidation geschützt. Zur Herstellung dünner und funktionaler Schichten bieten sich CVD-Verfahren als geeignete Methode an, da über die Prozessbedingungen der Abscheidung die Eigenschaften der erhaltenen Schichten gezielt beeinflusst werden können. Während des MOCVD-Prozesses werden metallorganische Vorläuferverbindungen in der Gasphase zu einem Substrat transportiert und das Kristallwachstum meist durch thermische Reaktion induziert. Im Rahmen des Projektes werden in einem internationalen Projektkonsortium innovative Schichtsysteme für Spritzgießwerkzeuge entwickelt, um die Energieeffizienz und die Formteilgüte weiter zu verbessern. Kunststoff-Institut für die mittelständische Wirtschaft NRW GmbH (K.I.M.W.) | Karolinenstraße 8 | 58507 Lüdenscheid | www.kunststoff-institut.de