Technologie

Actuation & Plastics

Eigene Kunststoff-Entwicklung beschleunigt Time-to-Market

Kunststoffe sind aus unserer Welt nicht mehr wegzudenken. Das liegt nicht nur daran, dass sie Produktentwicklern im Vergleich zu traditionellen Materialien wie Holz oder Metall völlig neue Möglichkeiten der Formgestaltung eröffnen. Es hat auch mit klaren Vorteilen zu tun. Mit niedrigeren Herstellungskosten. Mit geringerem Gewicht. Und damit, dass man Kunststoffe je nach Kundenanforderung mit spezifischen Eigenschaften ausstatten kann.

Dass Kunststoffe für Kunden immer wichtiger werden, weiß man bei Thomas nicht erst seit gestern. Bereits 2007 etablierte man im Haus einen eigenen Bereich für Kunststofftechnik, der sich mit der Industrialisierung und der Produktion von Kunststoffteilen befasste. Thomas baute die Kapazitäten sukzessive aus und nahm schließlich im Jahr 2018 eine hochmoderne Kunststofffertigung im Innomotion Park 2 in Betrieb. Sie bietet optimale Bedingungen für die Kunststoffproduktion – eine Klimatisierung, die die Temperatur stets in einem für die Herstellung von Präzisionskunststoffen unverzichtbaren Korridor hält, ein zentraler Materialbahnhof und hochmoderne Spritzgießmaschinen inklusive Automatisierung.

Eigene Kunststoffentwicklung seit 2019

Vor zwei Jahren richtete Thomas eine eigenständige Kunststoffentwicklung ein. Zuvor war die Entwicklung von Kunststoffteilen Bestandteil der ehemaligen Business Units. Ein wichtiger Schritt, denn um Kunden wirklich innovative Lösungen für ihre Anforderungen zu bieten, benötigen wir für das komplexe Thema Kunststoff das erforderliche Knowhow zentralisiert in einer Abteilung.

„Die Anforderungen haben sich stark verändert“, so Sascha Bechheim, Director Plastics Development. „Früher haben wir primär unsere Magnete mit Kunststoff umspritzt, um dort einen Kosten-, Bauraum- und evtl. Gewichtsvorteil zu erzielen. Heute, mit Produkten, die immer intelligenter und fortschrittlicher werden, müssen sich Unternehmen wie wir etwa mit Themen wie Funktionsintegration und Elektronikumspritzung befassen. Besonders die Umspritzung von Elektronik z.B. mit Duroplast wird in der Zukunft ein wichtiger Bestandteil sein, um uns weitere Marktvorteile zu schaffen. Bei unserem Ölabschaltventil, ist es uns gelungen das erste Mal Elektronik ummantelt mit Duroplast in einem Ventil zu integrieren.“

Duroplastumspritzung für sensible Elektronik

Die Verarbeitung mit Duroplast ist anspruchsvoll, da sich das Material teilweise wie Wasser verhält, was zu einem Flittergrat führt und es somit zu Verschmutzungen in der Fertigung kommen kann. Der Vorteil von Duroplast ist, dass es bei niedrigen Temperaturen und geringem Druck verarbeitet wird. Das ist unerlässlich, weil die sensible Elektronik einen Umspritzungsprozess mit Thermoplasten, die bei hohen Temperaturen und Drücken verarbeiten werden, nicht standhalten würde.

Vom Granulat zum Kunststoff

Thomas verarbeitet ausschließlich Technische- und Hochleistungsthermoplaste. Abhängig von der Kundenanforderung werden teilweise Thermoplaste mit einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 300 °C verwendet. Der Rohstoff ist ein Granulat, dem unterschiedliche Zusatzstoffen beigemengt werden können. PTFE beispielsweise, wenn besondere Gleiteigenschaften gefragt sind. Oder Glasfasern, bei mechanisch hoch beanspruchten Anwendungen. 

„Unsere entwickelten Kunststoffteile sichern wir bei Thomas durch Füllsimulationen sowie anschließend durch intern hergestellte seriennahe Prototypen ab. Sobald die Bauteile und Baugruppen alle Kundenanforderungen erfüllen, industrialisieren wir die späteren Serienwerkzeuge für unsere eigene Kunststofffertigung“, erklärt Bechheim.

Die Kunststoffentwicklung ist ein Teil der Zentralentwicklung Service Unit Actuation & Plastics und arbeitet eng mit den zugehörigen Fachabteilungen Actuation, Simulation und Prototyping zusammen. Sie entwickelt Lösungen für die Bereiche Off Highway Solutions, Mobility Solutions und Health Care Solutions. 

In kurzer Zeit zum Prototyp

Im Zusammenspiel mit dem Stammformkonzept, das die Service Unit vor zwei Jahren einführte, zeigen sich die erheblichen Vorzüge der Inhouse-Kunststoffentwicklung nochmals: Der gesamte Prozess bis zum fertigen Prototypen, der aus Serienmaterial in einem seriennahen Prozess hergestellt wurde, nimmt nur vier bis acht Wochen in Anspruch. Die Verifizierung und damit die endgültige Designfestlegung kann wesentlich schneller durchlaufen werden – Kunden profitieren von kurzen Durchlauf- und Entwicklungszeiten und einer kürzeren Time-to-Market.

Und was bringt die Zukunft?

Bechheim: "Bis jetzt setzen wir sehr stark auf den ‚Ein-Komponenten-Spritzguss‘. Zukünftig wollen wir uns auch in Richtung Zwei-Komponenten-Technologie, Umspritzung von Elektronik und vermehrt der Kunststoffverbindungstechnik orientieren. Das kann die Prozesse und die Herstellungskosten im gesamten Unternehmen weiter verbessern und die Produktion beschleunigen. Eine andere Überlegung ist das Gasinnendruck-Spritzgießen oder ‚GID‘."

Festhalten lässt sich, dass der Bereich Actuation & Plastics, im Rahmen unserer Technologie-Strategie, ein wesentliches Bindeglied zwischen Aktuatorik und Elektronik darstellt. 

In jedem Fall aber werden wir uns in unserer Bereichsstrategie eng an den Anforderungen des Marktes orientieren.

Sascha Bechheim, Director Plastics Development