Beim Elastomer-Spritzgießen handelt es sich um ein Verfahren, mit dem Kunststoffteile aus einem Elastomer hergestellt werden können. Dabei erfolgt die Vulkanisation im Werkzeug nach dem Einspritzen. Das Elastomer-Spritzgießen weist viele Parallelen zum Spritzgießen von Thermoplasten auf.

Das Verfahren Elastomer-Spritzgießen

Sogenannte Schneckenspritzgießmaschinen werden zum Spritzgießen von Elastomeren eingesetzt. Der Einzug kann auf zwei Arten erfolgen: Entweder in Form von rieselfähigen Pulvern oder bandförmig. Für Letzteres ist es notwendig, dass eine spezielle Förderschnecke eingesetzt wird, welche eine geringe Scherung in die plastifizierte Masse einbringt.

Der Zylinder wird in der Regel mit einer Flüssigkeit auf eine Temperatur von rund 80°C temperiert. Man nennt dies Wassertemperierung. Dies ist notwendig, um eine Überhitzung zu vermeiden. Denn ein zu heißer Spritzzylinder würde zu einem vorzeitigen Ausvulkanisieren des Elastomers führen.

Das gratfreie Spritzgießen stellt eine besondere Herausforderung dar. Denn Elastomere sind, wie Duroplaste, im Fließbereich sehr dünnflüssig. Daher ist die Gestaltung der Werkzeuge deutlich aufwendiger als bei Thermoplasten.

Ablauf des Elastomer-Spritzgießens

Parallelen zum Thermoplast-Spritzgießen

Abgesehen von den genannten Besonderheiten ist das Elastomer-Spritzgießen dem Thermoplast-Spritzgießen sehr ähnlich. In der Schnecke wird die Formmasse geknetet und gemischt, wodurch ein homogenes Gemisch entsteht. Dies ist wichtig, damit beim Pressen, unter Zuhilfenahme eine von außen zugeführten, homogenen Temperaturverteilung, eine Qualitätsverbesserung der herzustellenden Formteile erzielt werden kann. Der Vorgang des Elastomer-Spritzgießens läuft in relativ kurzen Zykluszeiten ab.
In der Düse und den Angusskanälen entsteht beim Strömen der Formmasse Reibungswärme. Dadurch wird die Vulkanisierungszeit verkürzt. Dementsprechend ergibt sich eine hohe Wirtschaftlichkeit des Prozesses. Durch das Spritzgießen lassen sich einige mechanische Eigenschaften von Elastomeren im Vergleich zum Pressen um bis zu 30 Prozent erhöhen.

Besonderheiten des Elastomer-Spritzgießens

Aufgrund der relativ hohen Materialviskosität sind beim Elastomer-Spritzgießen vergleichsweise große Angussquerschnitte einzuhalten. Eine hohe Wirtschaftlichkeit wird in dieser Hinsicht mittels sogenannter Kaltläuferwerkzeuge erzielt. Bei diesen erfolgt eine Kühlung des Angusskanals im Werkzeug. Das ermöglicht es, immer wieder durch die nicht vulkanisierte Masse im Kanal hindurch zu spritzen. Beim Elastomer-Spritzgießen kommen häufig Spritzgießmaschinen zum Einsatz, die mit mehreren Schließeinheiten für mehrere Werkzeuge und verschiedene Formteile ausgerüstet sind. Das ist darauf zurückzuführen, dass das Vulkanisieren wesentlich mehr Zeit in Anspruch nimmt als das Aufbereiten der Spritzeinheit. Hierdurch wird das Elastomer-Spritzgießen zu einem überaus wirtschaftlichen Verarbeitungsverfahren.

Unterschiede zwischen Elastomer- und Thermoplast-Spritzgießen

Bei der Verarbeitung von Elastomeren und Thermoplasten auf einer Spritzgießmaschine gibt es einen grundlegenden Unterschied im Hinblick auf die Temperaturverteilung innerhalb der Maschine. Thermoplaste benötigen eine relativ heiße Schnecke, um das Material aufzuschmelzen, während das Werkzeug eher kalt ist, damit das Formteil abkühlen kann. Hierbei wird Formstabilität durch Einhaltung der Erweichungstemperatur gewährleistet. Im Vergleich dazu ist die Schnecke bei Elastomeren recht kalt, das Werkzeug aber heißer. Das ist notwendig, um die Vernetzung und Formgebung (Vulkanisation) zu ermöglichen. Ausnahmen hiervon bilden die sogenannten thermoplastischen Elastomere.