Hohe Anforderungen an Materialverbunde
Bio- und Recyclingkunststoffe für elektromechanische Baugruppen
Der Forschungsverbund Innovent e. V. hat gemeinsam mit febana Feinmechanische Baugruppen untersucht, wie Bio- und Recyclingkunststoffe vorbereitet werden können, um hohe Anforderungen an Dichtheit und mechanische Belastbarkeit in elektromechanischen Baugruppen zu erfüllen.
Elektromechanische Baugruppen wie Stecker- oder Sensorgehäuse im Industrie- und Automobileinsatz sind häufig hohen Temperaturwechseln, Feuchtigkeit und chemischen Einflüssen ausgesetzt. Eingegossene Metallkomponenten und Leiterplatten müssen dauerhaft mit dem Kunststoffgehäuse verbunden sein, damit keine Flüssigkeiten eindringen können.
Für die Untersuchungen entwickelte febana eine Musterbaugruppe, an der sich das Zusammenspiel von Kunststoff- und Metallkomponenten analysieren ließ. Bewertet wurden insbesondere die mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie die chemische Zusammensetzung der eingesetzten Kunststoffe.
Plasma verbessert die Haftung
Die getesteten Recyclingkunststoffe erfüllten die geforderten Eigenschaften. Biokunststoffe erreichten je nach verwendetem Füllstoff geringere Festigkeiten.
Zur Verbesserung der Haftung zwischen Kunststoff und Metall untersuchten die Projektpartner Vorbehandlungen mittels Beflammung und Atmosphärendruckplasma.
Zur Verbesserung der Haftung zwischen Kunststoff und Metall untersuchten die Projektpartner Vorbehandlungen mittels Beflammung und Atmosphärendruckplasma. Dabei zeigte sich, dass die verschiedenen Kunststoffe unterschiedliche Plasmaparameter benötigen. Die Plasmaaktivierung verbesserte die Benetzbarkeit der Oberflächen und ermöglichte dichte Materialverbunde. Die Flammenbehandlung erwies sich dagegen für die komplexe Geometrie der Baugruppen als ungeeignet. Die mit Plasma behandelten Testbaugruppen bestanden anschließend Dichtheitsprüfungen unter praxisnahen Bedingungen.
Weitere Einsatzmöglichkeiten
Nach Angaben von Innovent zeigen die Ergebnisse, dass Recyclingkunststoffe auch für technisch anspruchsvolle Anwendungen, etwa im Automobilbereich, eingesetzt werden können. Die Erkenntnisse zur Plasmaaktivierung lassen sich zudem auf weitere Anwendungen übertragen, beispielsweise zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Kunststoffoberflächen. Der Einsatz von Recycling- und Biokunststoffen könnte damit den Verbrauch fossiler Rohstoffe reduzieren und Materialkreisläufe unterstützen.
