Herstellung funktionalisierter Kunststoffverglasung

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in der Fördermaßnahme „KMU-innovativ: Produktionsforschung“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.”



Die Herstellung von Bauteilen und Komponenten aus transparenten Kunststoffen, z. B. für Autodachmodule, mit Hilfe eines Kunststoff-Spritzgießverfahrens ist für viele Anwendungen Stand der Technik. Eine Möglichkeit, deren Funktionalität und damit Attraktivität zu steigern, ist die Integration von sogenannten elektrochromen Systemen (EC-Verbunde), die ein Hell- Dunkelschalten der transparenten Bauteilkomponenten ermöglichen. Anwendungen dieser Art erfolgen zurzeit auf Glas-Basis und liegen üblicherweise als Mehrschichtsysteme vor. Eine unmittelbare Integration eines EC-Verbundes auf Kunststoff-Basis zur Weiterverarbeitung in einem Kunststoff-Spritzgießverfahren gestaltet sich aufgrund der thermisch hochsensiblen und druckempfindlichen Einzelschichten und der dadurch erhöhten Anforderungen an die Prozessführung als sehr schwierig. Die fehlenden Prozesskenntnisse bei der Verarbeitung funktionaler EC-Verbunde auf Kunststoff-Basis führen dazu, dass diese EC-Verbunde derzeit nicht für die üblichen Anwendungsbereiche als transparente Kunststoffscheiben genutzt werden können.


Hier setzt das Forschungsvorhaben ProTecK an. Ziel ist die Hinterspritztechnik dahingehend zu entwickeln, zu optimieren und eine geeignete Werkzeugtechnik zu konstruieren, um temperatur- und druckempfindliche EC-Verbunde hinterspritzen oder hinterprägen zu können.

Dafür ist die systematische Erarbeitung der Abhängigkeiten zwischen der Funktion des Verbundes, den Prozessparametern (Druck, Temperatur und Zeit) sowie der Werkzeuggestaltung erforderlich. Mit Hilfe der eigens entwickelten Werkzeugtechnik zum Hinterspritzen eines EC-Verbundes erfolgen Untersuchungen zur Abstimmung des Temperaturhaushaltes und des Druckprofils. Diese werden in Abhängigkeit der temperatur- und druckempfindlichen Einzelschichten mit dem Ziel erarbeitet, optische Bauteile mit elektrisch schaltbarer Transparenz prozesssicher zu fertigen.


Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sollen direkt in die Entwicklung von neuen, optisch transparenten Bauteilen mit Funktionselementen einfließen. Sie ermöglichen eine Erweiterung des Produktportfolios der beteiligten Unternehmen. Anwendungsbereiche sind überall da zu finden, wo bei optisch transparenten Bauteilen, Funktionen wie aktiver Sicht- und Lichtschutz gewünscht sind (z. B. Panoramadächer, Seitenverglasung, Helmvisiere). Die schnelle Umsetzung der gewonnenen technologischen und werkzeugtechnischen Erkennt-nisse in neue Produkte ist kurzfristig möglich, da die beteiligten Partner das nötige Know-how sowie einen guten Markzugang besitzen.

Die Prozesskette zur Herstellung eines EC-Systems kann dem nachfolgenden Link entnommen werden. Die Animation wurde im Rahmen eines vorangegangenen BMBF Projektes (KELTOP) erstellt.