Das Zweikomponenten-Spritzgießen, ähnlich wie das Co-Spritzgießen, das Zweikomponenten-Spritzgießen und das Sandwich-Spritzgießen, ist eine Form des Mehrkomponenten-Spritzgießens. Der Grundgedanke dieses Verfahrens besteht darin, zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften zu kombinieren, um den Wert des Produkts zu steigern. In diesem Artikel wird das erste eingespritzte Material als Substrat oder Basismaterial und das zweite als Deckmaterial bezeichnet.
Beim Zweikomponenten-Spritzgießverfahren wird das Deckmaterial oberhalb, unterhalb, um oder innerhalb des Substrats eingespritzt, um ein komplettes Bauteil zu formen. Dieser Prozess kann durch Mehrfach- oder Einbettinjektionen erfolgen. Als Deckmaterialien werden häufig elastische Kunststoffe verwendet.
Mehrfacheinspritzung: Die Mehrfacheinspritzung ist ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von Medizinprodukten, sofern die Beschaffenheit des Deckmaterials dies zulässt. Diese Technik erfordert eine spezielle Spritzgießmaschine mit mehreren Zylindern, um verschiedene Kunststoffe in eine Form einzuspritzen. Die Zylinder werden nebeneinander oder in L-Form angeordnet, und die Kunststoffe werden über einen oder mehrere Einspritzpunkte in die Form eingespritzt. Bei Verwendung desselben Einspritzpunkts spricht man von Ko-Injektion. Das entstehende Verbundbauteil besteht aus einem Kern aus Kunststoffmaterial, der von einer äußeren Schicht umhüllt ist. Bei Verwendung mehrerer Einspritzpunkte spricht man von Doppel-Injektion. Hierbei wird ein Material über ein anderes geformt, um eine mehrschichtige Struktur zu erzeugen.
Mehrfacheinspritzungen eignen sich jedoch nicht für alle Produkte. Bei der Doppeleinspritzung muss der Schieber bewegt oder der Kern in eine andere Kavität versetzt werden, oder es kann eine andere Spritzgießmaschine verwendet werden.
Einbettungsspritzguss: Der Einbettungsspritzguss ist notwendig, um vollständig ummantelte Spritzgussgriffe und ähnliche Produkte herzustellen. Um eine vollständige Ummantelung zu erreichen, muss das Substrat aus dem ursprünglichen Formhohlraum entnommen und in einen anderen Formhohlraum eingesetzt werden, um das Ummantelungsmaterial einzuspritzen. Während dieses Prozesses sollte die andere Form auf einer Spritzgießmaschine gleicher oder anderer Größe (abhängig von der Größe des Spritzgussteils) laufen. Typischerweise ist das Substrat deutlich größer als das Ummantelungsmaterial und muss gegebenenfalls vorgewärmt werden, um die Oberflächentemperatur für eine optimale Haftfestigkeit nahe an den Schmelzpunkt des Ummantelungsmaterials zu bringen.
In-Mold-Montage
Das Zweikomponenten-Spritzgießen wird auch als In-Mold-Montage bezeichnet, da die beiden Materialien vollständig miteinander verbunden werden und nicht nur eine Schichtstruktur entsteht. Diese Technologie eignet sich sowohl für Einzelteile als auch für Komponentenmaterialien. Unabhängig von der Anwendung ist es entscheidend, dass Substrat- und Deckmaterial die erforderliche mechanische oder chemische Bindungsfestigkeit aufweisen.
Vorsichtsmaßnahmen für das Mehrkomponenten-Spritzgießen
Um die Haftfestigkeit zu erhöhen, sollte die Schmelztemperatur des Deckschichtharzes im Allgemeinen der des Substrats entsprechen. Ist die Schmelztemperatur des Deckschichtharzes zu niedrig, schmilzt die Substratoberfläche nicht, was zu einer unzureichenden Haftfestigkeit führt. Ist sie hingegen zu hoch, erweicht und verformt sich das Substrat. Im schlimmsten Fall dringt das Deckschichtharz in das Substrat ein und verursacht so das Versagen des Bauteils. Daher ist die Auswahl passender Materialien für eine gute Haftung unerlässlich. Passende Materialien sollten in der Regel ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen oder passende Verbundkomponenten enthalten. Stimmen Substrat und Deckschichtharz nicht überein, entsteht lediglich eine mechanische Verzahnung anstelle einer chemischen Bindung.
Beim Mehrkomponenten-Spritzgießen müssen auch einige Probleme beachtet werden, zu denen am häufigsten eine unzureichende chemische oder mechanische Bindungsfestigkeit zwischen den Polymeren, eine unvollständige Füllung einzelner oder mehrerer Teile und das Auftreten von Graten an einzelnen oder mehreren Materialteilen gehören.
