Entwicklung von SMC-anti-affinen Werkzeugoberflächen für eine rückstandsfreie Entformung bei gleichzeitig hoher Haftfestigkeit der Beschichtung

Das IGF-Vorhaben 19113 BR der Forschungsvereinigung „Deutsche Forschungsgesellschaft für Oberflächenbehandlung e.V. (DFO), Europadamm 4, 41460 Neuss, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unterstützung.


Im Rahmen dieses Projektes konnten Einsätze mit variablen chemischen Oberflächeneigenschaften für den künftigen Einsatz in SMC-Presswerkzeugen entwickelt, hergestellt und getestet werden. Es wurde je eine Methode zur Detektion der Wechselwirkungen zwischen Werkzeugoberfläche und SMC einerseits im nanoskaligen Betrachtungsbereich (AFM) und andererseits im makroskopischen (Entformkraftversuche) erfolgreich entwickelt. Im Vergleich beider Methoden konnte eine gute Rangkorrelation der detektierten Entformkräfte aufgezeigt werden. Bisher wurde angenommen, dass Entformungsprozesse von kleinen Oberflächen nicht mit denen von industriell eingesetzten SMC-Oberflächen vergleichbar sind. Beide entwickelten Methoden bilden eine industrienahe Handlungsempfehlung für die künftig schnellere und gezieltere Entwicklung von Presswerkzeugen. Auch die Entwicklung einer Methode zur Bewertung der Verschleißfestigkeit von SMC-Presswerkzeugen anhand von Tribometer-Untersuchungen mit reversierendem Glaspinsel konnte zur Nachnutzung für den industriellen Einsatz etabliert werden.

Die wirtschaftliche Bedeutung besteht weiterhin darin, dass sich im Rahmen des Projektes vier verschiedene Werkzeugoberflächenmodifikationen herauskristallisierten, die sowohl eine gute Entformung des SMC-Materials und eine ausreichende Haftfestigkeit der Beschichtung aufweisen als auch eine hohe Verschleißbeständigkeit haben. Lackiervorbehandlungsprozesse wie Schleifen oder Powerwash sind in diesen Fällen nicht mehr notwendig, sodass die aufwendige Prozesskette zur Herstellung von SMC-Bauteilen deutlich abgekürzt und effizienter gestaltet werden kann.

 

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