Otto von Guericke-Preise 2002 für Wasserinjektionstechnik beim Spritzgießen von Kunststoffen

Für Griffe, Armlehnen, Leitungen und viele weitere Produkte braucht man Kunststoffbauteile, die innen hohl sind. Dies erfordert oft nicht allein die Funktion, sondern sorgt auch für weniger Materialverbrauch und Gewicht. Mit ihrer Entwicklung der innovativen Wasserinjektionstechnik zur schnelleren, preiswerteren und besseren Herstellung hohler Kunststoffbauteile belegen André Brunswick, Tim Jüntgen und Professor Dr. Walter Michaeli vom Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen (IKV) in diesem Jahr den 1. Platz des Otto von Guericke-Preises, den die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF) alljährlich verleiht.

Zur Herstellung von Kunststoffformteilen samt Hohlraum in einem Schritt hat sich das Spritzgießen bewährt. Dabei wird schmelzflüssiger Kunststoff in eine Metallform mit den Um-rissen des herzustellenden Teils gegossen. Während der Formgebung erkaltet die Kunststoffschmelze von außen nach innen. Die noch nicht erstarrte Schmelze im Inneren, „Seele“ genannt, wird während dieses Formgebungsprozesses mit einem Fluid verdrängt, so dass ein Hohlraum entsteht. Dazu wurde bislang zumeist das Gas Stickstoff eingesetzt.

Die Wasserinjektionstechnik der Aachener Forscher knüpft an diese bereits etablierte Gasinjektionstechnik an, benutzt jedoch als Prozessmedium zur Schmelzeverdrängung erstmals Wasser. Damit lassen sich die Zykluszeiten um bis zu 70 Prozent reduzieren, da Wasser eine weitaus bessere Kühlwirkung besitzt als Gas. Außerdem kann das Prozessmedium Wasser im Kreislauf wiederverwendet werden. Es entfallen im Vergleich zur Gasinjektionstechnik die Kosten für den Stickstoffeinsatz. Produktionstechnisch lassen sich mit dem innovativen Verfahren dünnere Restwanddicken realisieren. Dies spart Material und reduziert Bauteilgewicht, bei großvolumigen Produkten bis zu 65 Prozent. Die Materialeinsparung hat eine enorme Kostenreduktion zur Folge, da die Rohstoffkosten im Allgemeinen bis zu 50 Prozent der Bauteilkosten ausmachen. Mit Wasserinjektionstechnik hergestellte Bauteile weisen zudem deutlich glattere innere Oberflächen auf, was zum Beispiel für Leitungen sehr wichtig ist. Außerdem ist der Hohlraum im Bauteil wesentlich besser zentriert.

Eine erste Anwendung fand die neue Technik bei der Herstellung eines neuartigen Ein-kaufswagens, dessen Warenkorb und Seitenelemente mittels Wasserinjektionstechnik im Spritzguss hergestellt wurden. Die Wissenschaftler des IKV haben dieses Produkt gemein-sam mit den Firmen A. Schulman aus Kerpen und Sulo Plast aus Herford entwickelt. Aber auch bei der Serienfertigung von Griffen für gläserne Schneidplatten, die besonders ver-zugsarm sein müssen, und zur Herstellung von Kühlwasserrohren kommt das innovative Verfahren bereits zum Einsatz.

Der 33-jährige André Brunswick studierte Maschinenbau an der TU Braunschweig und Kunststofftechnik an der RWTH Aachen. Von 1996 bis 2000 arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IKV und ist gegenwärtig im Europäischen Patentamt in München tätig. Tim Jüntgen, Jahrgang 1970, schloss 1999 sein Studium des Maschinenbaus an der RWTH Aachen ab und arbeitet seitdem als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IKV. Professor Dr. Walter Michaeli, geboren 1946 in Wetzlar, studierte Fertigungstechnik an der RWTH Aachen. Nach seinem Diplom arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und als Abteilungsleiter im IKV. Nach über acht Jahren Industrietätigkeit übernahm er 1988 als Direktor die Leitung des IKV. Die Universität Erlangen-Nürnberg verlieh ihm 1998 die Ehrendoktorwürde.

AiF-Präsident Johann Wilhelm Arntz überreicht den Otto von Guericke-Preis anlässlich der diesjährigen Tagung des Wissenschaftlichen Rates der AiF am 28. November 2002 in Mag-deburg. Die Auszeichnung würdigt herausragende Leistungen auf dem Gebiet der industriellen Gemeinschaftsforschung kleiner und mittlerer Unternehmen. Der 1. Platz ist mit 5000 Euro dotiert.

Ansprechpartner:

Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Walter Michaeli
Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk
an der RWTH Aachen
E-Mail: zentrale@ikv.rwth-aachen.de