Oberflächenveredelung als ideales Upgrade für Kunststoffteile

Der erste Eindruck entscheidet! Das gilt auch für die Industrie. Demnach müssen Produkte nicht nur funktionell und kostentechnisch überzeugen, sondern auch ein ansprechendes Design wie auch eine angenehme Haptik besitzen. Die passende Oberflächenbeschaffenheit und –veredelung spielt dabei eine wichtige Rolle.

Die Veredelung im Kunststoffbereich beschreibt das Aufwerten des optischen und haptischen Erscheinungsbilds eines Bauteils, weiters jedoch auch die Verbesserung der Funktionalität sowie das „Enablen“ neuer Eigenschaften. Um dies zu ermöglichen und kundenspezifische Anforderungen zu erfüllen, kommen unterschiedlichste Verfahren und Technologien zum Einsatz.

In diesem Beitrag gehen wir näher auf diese Verfahren ein, beschreiben deren Anwendungsgebiete und liefern eine Übersicht über aktuelle Innovationen im Bereich der Veredelung von Kunststoffbauteilen.

Inhaltsverzeichnis:

1.  Die gängigsten Veredelungsverfahren
2.  Anwendungsgebiete
3.  Aktuelle Innovationen in der Oberflächenveredelung
4.  Fazit

Die gängigsten Veredelungsverfahren

Es gibt zahlreiche Verfahren, mit welchen bestehende Eigenschaften von Kunststoffteilen verbessert, zusätzliche hinzugefügt oder die Bauteilqualität angehoben werden können. Die Oberflächenveredelung wird in diesem Zusammenhang zur Erreichung folgender drei Ziele angewandt:

• Optische und haptische Aufwertung
• Verbesserung der bestehenden Eigenschaften (z.B.: UV- und Witterungsbeständigkeit)
• Hinzufügen neuer Eigenschaften (z.B.: EMV-Beschichtungen)

Bestimmte Technologien erfüllen dabei nicht nur eines der genannten Ziele. Demnach ist es wichtig die konkreten Anforderungen an die Bauteiloberfläche zu definieren, um Kosteneffizienz zu gewährleisten. Bei der Auswahl eines geeigneten Verfahrens empfiehlt es sich somit auch, eine Expertenmeinung einzuholen, um Kosten und Nutzen optimal abstimmen zu können. Zu den gängigsten Verfahren zählen

• das Lackieren
• das Bedrucken
• die Laserbeschriftung
• das Bedampfen
• das Beledern
• das Folieren

Abbildung: Lackierung eines Kunststoffgehäuses für die Medizintechnik

Das Lackieren und das Bedrucken sind die gängigsten Verfahren in der Kunststofftechnik, um eine haptische, optische sowie auch funktionelle Aufwertung von Bauteilen zu ermöglichen. Beispielsweise sind UV-Schutzlackierungen, EMV-Lackierungen und Soft-Touch-Lackierungen etablierte Lösungen in der Nachbehandlung von Kunststoffteilen.

Anwendungsgebiete

In allen Bereichen der Industrie werden veredelte Bauteile benötigt. Die Automobilbranche, vor allem im Bereich Interior, stellt mit Abstand die höchsten Ansprüche in Hinblick auf die Qualität von Kunststoffteilen. Während OEMs bei Fahrzeugen im Niedrigpreissegment aus Kostengründen vor allem unbehandelte Kunststoffteile verbauen, gibt es in der Luxusklasse (F-Segment) nahezu keine Grenzen, was die Veredelung und Aufwertung betrifft - egal ob es sich dabei um Klavierlackoberflächen, mit Leder oder Stoff bezogene und zusätzlich bestickte Komponenten oder lasergravierte Bauteile handelt. Wenn Preis und Fertigungszeit eine untergeordnete Rolle spielen, werden die Möglichkeiten der Veredelung bis ins letzte Detail ausgenutzt.

Abbildung: Lackierte und bedruckte Interior-Komponente für den Automotive-Bereich aus faserverstärktem Kunststoff

Auch in der Medizintechnik werden hohe Ansprüche an Kunststoffteile gestellt. Oberflächen mit direktem Patientenkontakt müssen entsprechend geschützt, widerstandsfähig und vor allem gesundheitlich unbedenklich sein. Nicht zuletzt durch die Covid-19 Pandemie beschleunigt, steigt die Nachfrage nach antibakteriellen und antiviralen Beschichtungen nach ISO 21702:2019 für medizinische sowie alltägliche Anwendungen. Entwicklungen in diese Richtung werden mit großem Interesse verfolgt und sind stark gefragt.

In der Messtechnik sind EMV-Abschirmschichten von höchster Priorität. Diese sind immer dann gefragt, wenn sensible elektronische Bauteile wie Kamera- und Messinstrumente oder Kommunikationssysteme vor elektromagnetischer Strahlung geschützt werden müssen. Dies kann einerseits durch das Aufbringen von elektrisch leitenden Oberflächen wie z.B. Kupferlacke oder metallische Folierungen geschehen. Andererseits kann leitfähiges Material direkt im Kunststoff eingebettet werden.

Abbildung: Kunststoffgehäuse mit Kupferlack zur EMF-Abschirmung

Aktuelle Innovationen in der Oberflächenveredelung

Antibakterielle Oberflächen

Kunststoffteile müssen in kritischen Bereichen, wie beispielsweise in Operationssälen oder Labors, stets steril gehalten werden. Mittels innovativer Spezialbeschichtungen können solche Bauteile über längere Zeit keim-, viren- und bakterienfrei gehalten werden, ohne kontinuierlich gereinigt und desinfiziert werden zu müssen. Dies kann über die direkte Applikation auf die Oberfläche oder durch die Aufbringung einer transparenten Trägerfolie mit der entsprechenden Beschichtung realisiert werden. Einschränkungen hinsichtlich Design und Funktion der Bauteile gibt es dabei kaum.

Inmold Decoration (IMD)

Das IMD-Verfahren dient zur Herstellung funktionaler Kunststoffhybridteile und wird hauptsächliche in der Serienfertigung eingesetzt. Dabei können Sensoren, Leiterplattenfolien, kapazitive Bedienfelder und Leuchtelemente direkt in das Bauteil integriert werden. Ermöglicht wird das durch ein innovatives Verfahren zum schonenden Einbinden von elektronischen Komponenten während dem Herstellungsverfahren der Kunststoffteile. Ebenfalls möglich ist die direkte Einbettung von Folien, Stoffen oder ähnlichen Materialien. Die ausgezeichnete Oberflächenhaftung und das Wegfallen eines zusätzlichen Bearbeitungsschrittes zeichnen dieses Verfahren aus.

Hi2One-Technologie

Hi2One ist die neueste Innovation der Hintsteiner Group in Sachen industrieller Oberflächenbeschichtungen. Zur Ausführung des Verfahrens wird ein spezieller Polyharnstoff, der durch Polyaddition von Isocyanaten und Aminen entsteht, unter hohem Druck auf einen zu beschichteten Untergrund aufgetragen. Farbe, Härte, Oberflächenstruktur und Schichtdicke können je nach Anwendungsfall anforderungsgerecht angepasst werden. So können Schichthärten von Shore A50 bis Shore D65 realisiert und Schichtdicken von 0,5mm bis 10mm aufgetragen werden. Neben der universellen Einsetzbarkeit von Hi2One-Schichten, bringen diese noch eine große Menge an weiteren Vorteilen mit sich, welche zum Schutz unterschiedlichster Objekte beitragen. Oberflächen, die mit Hi2One hergestellt wurden, bieten einen enormen Schutz gegen Abrieb und Korrosion. Außerdem sind sie schlagfest und beständig gegen verschiedenste Lösungs- & Ätzmittel, wie auch gegen milde Säuren. Zudem behalten Hi2One-Auskleidungen auch über einen langen Zeitraum ihr optisches Erscheinungsbild und verblassen nicht.

Abbildung: Verarbeitung eines Design-Gewebes im IMD-Verfahren

Fazit

Produkte müssen nicht nur funktionell und kostentechnisch überzeugen, sondern auch ein ansprechendes Design besitzen. Dabei spielt die passende Oberflächenbehandlung eine wesentliche Rolle. Die geeignete Oberflächenveredelung ermöglicht die optische, haptische aber auch funktionelle Aufwertung von Bauteilen. Um Kosten und Nutzen dabei bestmöglich in Einklang zu bringen, empfiehlt es sich Experten zu kontaktieren, welche bei der Auswahl professionell beraten können. Neben den gängigen Verfahren wie lackieren, folieren oder bedampfen, rücken auch neue und innovative Verfahren, wie antibakterielle Beschichtungen, IMD oder Hi2One immer mehr in der Fokus der Industrie.