Die Beschichtung von Werkzeugen u. Formen, die in der Kunststoffverarbeitung verwendet werden, ist in vielerlei Hinsicht von Bedeutung. Die weit verbreiteten Hartbeschichtungen (z.B. Chromnitrid, Titannitrid oder DLC) weisen aber verschiedene Nachteile auf, z.B. den aufwändigen Beschichtungsprozess u. die mangelnde Dichtheit von durch Plasmaverfahren aufgebrachten Beschichtungen. Im vorliegenden Projekt CARACOAT werden neue Beschichtungen entwickelt, die anti-adhäsive u. anti-korrosive Eigenschaften aufweisen u. in verhältnismäßig einfachen Verfahren aufgebracht werden können. Zukünftig sollten sich die neuen Beschichtungen leicht erneuern lassen, wobei die Recoating Verfahren auch von Anwendern aus der Kunststoff-Branche prinzipiell selbst ausgeführt werden können.
Für die Anwender aus der Kunststoffbranche ergeben sich mit dieser innovativen Technologie zahlreiche Vorteile, wie reduzierte Entformungskräfte, deutlich verringerte Formverschmutzung u. dadurch verlängerte Service-Intervalle, weniger Degradierungsreaktionen des Polymers in der Grenzschicht zur metallischen Form, erhöhte Standzeit u. reduzierter Verschleiß, der Verzicht auf Formtrennmittel u. die Möglichkeit eines Recoating im eigenen Betrieb.
In diesem Projekt werden die Forschungsergebnisse mit Partnerfirmen erprobt u. umgesetzt, um einen raschen Transfer dieser neuen Technologie in Prozesse u. Produktionsabläufe von SMEs zu erreichen.
Aktuell basiert die Beschichtung auf Perfluoralkylsilanen. Der Beschichtungsprozess ist einfach u. schnell
In Zusammenarbeit mit der Universität Paderborn wird zusätzlich zur einfachen Handhabung des Wiederbeschichtungsprozesses, eine Metallzwischenschicht zw. der Werkzeugstahloberfläche u. einer Zweischicht-Deckschicht entwickelt. Diese funktionelle Schicht (z. B. Nickellegierung) löst sich automatisch durch elektrochemische Stimulation, so dass vor der Regenerierung der Beschichtung keine weiteren Reinigungsprozesse erforderlich sind.
Es wurden bereits mehrere Werkzeuge mit Perfluoralkylsilanen beschichtet u. in verschiedensten Anwendungsbereichen der Kunststoffindustrie getestet. Der Fokus lag dabei auf etwaigen Änderungen in den Verarbeitungsparametern in Korrelation mit der ersten Beschichtungsvariante, auf der Haltbarkeit in den ausgewählten Anwendungsfällen u. auf der Entformung der Bauteile.
Speziell beim Kautschuk-Spritzguss hat die Beschichtung einen sehr positiven Einfluss auf die Entformung gezeigt, wodurch auf Trennmittel verzichtet werden konnte. Dies führte in weiterer Folge auch zur Reduktion der Formverschmutzung. Bei einem Anwendungsfall konnte eine Veränderung des Fließwiderstandes in Form von leichten Überspritzungen festgestellt werden. Gesicherte Erkenntnisse über die Beschichtungsstandzeit im Kautschuk-Spritzguss sind noch nicht gegeben, da die Standzeit-versuche noch nicht abgeschlossen sind. In den Erstversuchen konnten aber bereits mehr als 5000 Produktionszyklen erfolgreich gefahren werden, was einer Verlängerung des Reinigungsintervalls um den Faktor 7 entspricht.