Zerspanen

Kunststoff-Riegelstange in Alu-Optik

Riegelstangen für Fenster werden traditionell aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Zuständig für die Kraftübertragung vom Fenstergriff zum Feststellbolzen, müssen sie bestimmte mechanische Anforderungen erfüllen. Nachteilig sind jedoch die relativ hohen Material-, Produktions-, Logistik- und Prozesskosten, die der Werkstoff Aluminium verursacht. Auf der Suche nach einer Lösung entwickelte Technoform Kunststoffprofile in Zusammenarbeit mit dem Kunden eine Riegelstange aus Kunststoff, die das Aluminium-Bauteil optisch wie funktional ersetzen wird.

Ziel dieses Entwicklungsauftrags war es, Material- und Produktionskosten ebenso wie Prozesskosten zu reduzieren, die Logistik zu optimieren und die Montage des Funktionsteils insgesamt zu vereinfachen. Die Kunststoff-Riegelstange sollte als Rollenware lieferbar sein, um die Transportkosten ebenso zu verringern wie den Verschnitt – für Metalle eine kaum realisierbare Anforderung, weil die nachfolgende Begradigung sehr aufwändig wäre. Bei den mechanischen Werten und bei der Bearbeitung der Kunststoff-Riegelstange sollten keine Abstriche gemacht werden. Der UV-Schutz musste ebenso gewährleistet sein wie die Optik (Alufarben). Mit engen Toleranzen im Zehntel-Bereich, wie bei Metallen üblich, lag die Messlatte hoch.

Während die Korrosionsbeständigkeit eine „kostenlose Zugabe“ der Kunststoffe ist, zeigte sich bei der mechanischen Festigkeit und der mechanischen Bearbeitung zunächst das größte Problem: Aluminium verfügt über ein Zugmodul von 72.000 N/mm2, während Kunststoff gerade rund 8.000 N/mm2 erreicht. Die geforderte mechanische Festigkeit erreichte der nordhessische Kunststoffspezialist aber durch eine Glasfaserverstärkung und die Anpassung der Geometrie, wodurch das Flächenträgheitsmoment insgesamt erhöht werden konnte. Um gleichzeitig jene Flexibilität zu erhalten, die für den Wickelprozess und das Stanzen notwendig ist, setzte man einen Schlagzäh-Modifizierer ein. Den geforderten UV-Schutz stellt ein weiteres Additiv sicher.

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Nicht ganz einfach war die Herstellung der Alu-Optik, da sich die dem Kunststoff zugesetzte Glasfaser im Extrusionsprozess nicht einfärben lässt. Mit verschiedenen Masterbatches wurde lediglich eine Graufärbung erreicht. Daher entwickelte man in Zusammenarbeit mit Zulieferern ein Farbmasterbatch, das dem Extrusionsprozess direkt zugesetzt wird und den optischen Effekt der Glasfaser so neutralisiert, dass der gewünschte Metallic-Effect entsteht. Die geforderten engen Toleranzen konnte TKP leicht erfüllen. Denn das Unternehmen nutzt das Technoform-Verfahren Rapid Profiling, das die Entwicklung und Herstellung hoch präziser Profile mit einer reproduzierbaren Genauigkeit von ± 0,05 mm sowie glatten Oberflächen und scharfen Konturen erlaubt. Von der Zeichnung bis zum Musterprofil werden dabei meist nicht mehr als 14 Tage benötigt und die Muster sind für alle Funktionstests und Machbarkeitsstudien unter realen Bedingungen einsetzbar.

Alle Anforderungen des Lastenheftes konnte TKP erfüllen. Zahlreiche Vorteile des neuen Systems haben sich in der Praxis deutlich gezeigt: So konnte die Montage beschleunigt werden, da das Verclipsen des Kunststoffs deutlich einfacher ist als das Einschieben von Metall. Mit der Anlieferung des Materials als Rollenware konnte das Unternehmen Lager- und Logistikvorteile generieren. Darüber hinaus entfällt das Lackieren komplett, weil bereits das Kunststoffgranulat im gewünschten Farbton eingefärbt wird. Als weiterer Pluspunkt wird genannt, dass ein mögliches Klappern im Fenster, wie es durch Metallriegelstangen entstehen kann, durch die Kunststoffriegelstange verhindert wird, da sie über ein hohes Dämpfungsvermögen verfügt. Zudem ist keine Schmierung nötig, da der gewählte Kunststoff über Gleit­eigenschaften verfügt. ms

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