Verfahrenstechnische Entwicklung zum Hinterspritzen von Echtholzfurnieren mit Wood-Plastic-Composites (WPC)

Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Technologieentwicklung zur Herstellung von 3D-Verbundformteilen aus WPC mit Echtholzoberfläche im Spritzgießprozess. Die Oberfläche aus Echtholzfurnier soll dabei ihren Holzcharakter in Optik und Haptik beibehalten. Rückseitig sollen außerdem über das Trägermaterial verschiedene Funktionselemente eingebracht werden können. Als Hinterspritzmaterial wird WPC gewählt, da es sich durch geringe Schwindung und gute Temperaturwechselbeständigkeit bei sehr guten mechanischen Eigenschaften auszeichnet.

Anhand von experimentellen Befunden soll gezeigt werden, ob eine 3D- Umformung und das Hinterspritzen des Furniers mit WPC „in-line“, also in einem Spritzgießzyklus, erfolgen kann. Hierdurch können Kaschierschritte und/oder vorgelagerte Furnierumformungen eingespart, die Prozesskette verkürzt und mögliche Fehlerquellen in vorgelagerten Prozessschritten ausgeschlossen werden. Anwendungsbereiche dreidimensional geformter WPC- Bauteile mit Echtholzoberfläche sind vor allem in der Möbelbranche und auch in der Automobilindustrie zu sehen. In Optik und Wirtschaftlichkeit sollen die Verbundteile dem Anspruch dieser Industriezweige entsprechen.

Die Verarbeitung im Hinterspritzprozess stellt hohe Anforderungen an die Komponenten Furnier und WPC. Es werden zunächst beide Komponenten im Hinblick auf die verarbeitungsrelevanten Anforderungen im Spritzgießwerkzeug und Spritzgießprozess separat charakterisiert, analysiert und optimiert.

Weitere Ziele der Arbeit sind zum einen die wissenschaftliche Erarbeitung von Grundlagen zum Verhalten von WPC im Spritzgießprozess, zum anderen die Ermittlung von verfahrensrelevanten Materialkennwerten in Abhängigkeit von der WPC-Rezeptur. Die zu erarbeitenden Materialdatensätze dienen im Weiteren als Grundlage zur Füllsimulation eines Formteils mit WPC. Anhand der ermittelten Materialdatensätze wird die Übertragbarkeit der simulierten Formteilfüllung auf die reale Füllung untersucht und diskutiert.