TPE im Mehrkomponentenspritzguss

Der Mehrkomponentenspritzguss hat sich zu einer Schlüsseltechnologie in der Herstellung funktionaler und designorientierter Kunststoffbauteile entwickelt. Besonders Thermoplastische Elastomere (TPE) eröffnen hier vielfältige Möglichkeiten – von Dichtfunktionen bis hin zu ergonomischen Oberflächen. Doch was macht diese Werkstoffklasse so besonders im 2-Komponenten-Spritzguss?

Thermoplastische Elastomere vereinen die Eigenschaften klassischer Elastomere mit der Verarbeitbarkeit von Thermoplasten. Sie lassen sich schmelzen, formen und wiederverwerten – ein klarer Vorteil gegenüber vernetzten Materialien wie Gummi oder Silikon. Die Klassifizierung der TPE erfolgt nach ISO 18064. Innerhalb dieser Gruppen gelten TPS (Thermoplastische Styrol-Blockcopolymere) als besonders variantenreich – sowohl in Bezug auf mechanische Eigenschaften als auch auf Haftung. Mehr zur Klassifizierung lesen Sie in unserem vergangenen Artikel.
 

Für einen stabilen Haftverbund im Mehrkomponentenspritzguss ist das präzise Zusammenspiel mehrerer Einflussfaktoren entscheidend. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Materialkompatibilität: Das eingesetzte TPE muss gezielt auf die jeweilige Hartkomponente abgestimmt sein. Hierfür werden spezifische Materialreihen entwickelt, die auf definierte Substrate ausgelegt sind und sich in der Praxis bewährt haben. Ebenso wichtig ist die Temperaturführung im Prozess. Die Oberfläche der Hartkomponente sollte ausreichend warm sein, damit die Polymerketten mobil bleiben und eine gute Anbindung ermöglichen. Gleichzeitig muss die Schmelzetemperatur des TPE sorgfältig eingestellt werden – zu hohe Temperaturen können zu Verzug führen, während zu niedrige Temperaturen die Benetzung und damit die Haftung verschlechtern.

Ein weiterer wesentlicher Faktor ist die Oberflächenqualität der zu überspritzenden Komponente. Diese sollte frei von Trennmittelrückständen und Additivmigration sein, um eine zuverlässige Verbindung zu gewährleisten. Leicht strukturierte Oberflächen können die mechanische Haftung zusätzlich unterstützen, während hochglänzende Oberflächen – abhängig vom Materialsystem – eher nachteilig wirken können. Schließlich beeinflussen auch das Bauteildesign und die Werkzeugauslegung maßgeblich die Haftperformance. Aspekte wie Wandstärken und Fließwege müssen kunststoffgerecht ausgelegt sein, der Anspritzpunkt sollte gezielt positioniert werden und eine präzise Temperierung des Werkzeugs ist notwendig, um stabile und reproduzierbare Prozessbedingungen sicherzustellen.

Der Schälversuch nach DIN ISO 813-2 dient zur Bestimmung der Haftfestigkeit zwischen einem weichen Werkstoff, wie TPE und einer harten Komponente. Dabei wird ein Verbundprüfkörper hergestellt, bei dem das TPE auf ein Substrat aufgebracht ist. Im Versuch wird das elastische Material unter definierten Bedingungen vom starren Partner abgezogen. Die dabei benötigte Kraft wird kontinuierlich gemessen. Das Ergebnis wird als Schälkraft pro Breite (z. B. N/mm) angegeben und gibt Aufschluss über die Qualität der Haftung.