Das Anwendungs- und Leistungspotenzial der Hybridtechnik lässt sich noch einmal erweitern, wenn statt Stahlblech oder Aluminium leichte, faserverstärkte Kunststoffplatten, so genannte Organobleche, verwendet werden. Dabei handelt es sich um flächige Halbzeuge aus Kunststoff, die mit einem Gewebe oder Gelege aus Glas-, Carbon-, Aramid- oder Mischfasern verstärkt sind, was für eine hohe mechanische Leistungsfähigkeit des Bauteils sorgt. Organobleche werden durch Erwärmen und anschließendes Pressen in sehr kurzen Zykluszeiten rein physikalisch zu dreidimensionalen Teilen umgeformt – ähnlich dem Tiefziehen bei Blechen, was ihnen den Namen „Organoblech“ eingebracht hat. Einsatzbeispiele sind Sicherheitshelme, Komponenten für die Tragflächen von Passagierflugzeugen und Stoßfängerträger für Automobile.

Hohes Potenzial für die konstruktive Gestaltung

Diese herausragende mechanische Leistungsfähigkeit bei geringem Gewicht macht den Reiz aus, Organoblech anstelle von Stahlblech für die Hybridtechnik zu nutzen bzw. mit dem Spritzguss zu kombinieren. Der technische Kunststoff Durethan® (Polyamid 6) bringt in diese „Materialehe“ neben seinen hochwertigen mechanischen Eigenschaften ein hohes Potenzial zur Kostensenkung und große konstruktive Freiheiten bei der Gestaltung ein. So können auch komplexe Bauteilgeometrien kostengünstig und präzise abgebildet werden. Durch Anspritzen lassen sich beispielsweise Verstärkungen, Aufnahmen, Führungen oder Clipse direkt in das Bauteil integrieren, was die anschließende Montage und weitere logistische Abläufe vereinfacht.

Recycling leicht gemacht

Durethan® bietet sich auch als Basismaterial für Organoblech an, weil es eine gute Haftung zu verschiedenen Faserarten zeigt. Wird es zusätzlich als Spritzgießpartner verwendet, ergibt sich ein Hybridbauteil als Einstofflösung – in puncto Recycling eine sehr vorteilhafte Lösung.

Herstellungsprozess mit ganz neuen Möglichkeiten

Zur Fertigung eines Vollkunststoff-Hybridbauteils wird das Organoblech zunächst im Pressverfahren umgeformt und geschnitten. Anschließend wird das resultierende Halbzeug bis kurz unter den Schmelzpunkt der Kunststoffplatte erwärmt, in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und umspritzt bzw. an ausgewählten Stellen gezielt mit Polyamid-Verrippungen und -Versteifungen versehen. Im Gegensatz zur Hybridtechnik mit Stahlblech müssen dabei in das Organoblech keine Löcher oder Öffnungen gestanzt werden, durch die der Kunststoff gespritzt wird, um eine mechanische Verankerung zu erreichen. Vielmehr verbindet sich die Thermoplastschmelze bei Spritzgießen mit dem vorgewärmten Organoblech. Wenn die Matrix des Organoblechs ebenfalls aus Polyamid besteht, resultiert im Gegensatz zur klassischen Hybridtechnik mit Stahlblech eine noch bessere Haftung über alle Kontaktflächen hinweg, die einer Verklebung oder Verschweißung entspricht. Diese kraftschlüssige Verbindung erhöht signifikant die mechanischen Kennwerte des Gesamtbauteils. Ein weiterer Vorteil von Organoblech-Hybridbauteilen ist, dass sie nicht vor Korrosion geschützt werden müssen, was bei ihren Pendants auf Basis von Blech einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt. Darüber hinaus ist der Verschleiß im Spritzgießwerkzeug gering.