Kunststoff-Metallverbindung

  • Hallo, ich hätte da mal eine Frage zum Thema: Kunststoff-Metallverbindungen.
    Ich habe kürzlich meine Diplomarbeit begonnen. In der Diplomarbeit geht es darum einen hydraulischen Geberzylinder für Bremsanlagen zu entwerfen. Dieser Zylinder soll sowohl aus Kunststoff als auch Aluminium sein. Es soll ein Aluminium Gehäuse sein, welches man dann innen mit Kunststoff ausspritzt. Nun würde mich interessieren ob es was in dieser Richtung schon gibt. Wenn ja, was für Produkte werden innen mit Kunststoff ausgespritzt und welche Unternehmen machen so etwas?
    Vielen Dank.


    Mit freundlichen Grüßen

  • Wir umspritzen auch Metallteile - ist ja auch in dem Sinne nicht schwierig.
    Wenn ich dich richtig verstanden habe willst du aber einen Aluhohlkörper innen komplett mit Kunststoff über´s Spritzgießen "beschichten"?
    Wie wird das Aluformteil hergestellt? Das Aluformteil muß bei seiner Konstruktion auf jeden Fall schon so ausgelegt sein das man dieses auch umspritzen kann. Mir selbst ist keine Firma bekannt die etwas in deinem Sinne herstellt.

  • Hallo, erstmal Danke für eure Hilfe.
    KVL: Ja Sie haben mich genau richtig verstanden. Das Aluminium Teil soll innen ausgespritzt werden. Dadurch soll die Innenbearbeitung des Zylinders wegfallen. Das Aluminiumteil wird je nach Modelltyp geschmiedet oder gegossen. Die Firme in der ich schreibe, stellt sowohl Bremszylinder aus Kunststoff Spritzguss- als auch aus Aluminium her. Soll nun halt mal so ein zwischending Konstruieren. Ich recherchiere jetzt auch schon ne weile und habe in diese Richtung noch nichts gefunden.
    HK: Firmen die Metall umspritzen habe ich auch schon einige gefunden. Bin eher auf der suche nach Firmen die ein Aluminium Gehäuse von innen ausspritzen. Trotzdem sind mir Ihre Links eine Hilfe, da die Dichtheit bei meinem Projekt auch eine wichtige Rolle spielt.

    Edited 3 times, last by Tommy_S. (September 18, 2008 at 2:00 PM).

  • Bei so einem Spritzgießwerkzeug müssen sehr enge Toleranzen eingehalten werden - für eventuelle Einlegeteile gelten dann natürlich die gleichen Toleranzen um eine entsprechende Fertigteilqualität zu erreichen. Können die Aluformteile durch Schmieden oder Guss in so engen Toleranzen dauerhaft reproduziert werden? Bei eventuellen Abweichungen ist der Kunststoff ansonsten nämlich ganz schnell an Stellen wo keiner hingehört oder fehlt an den gewünschten Stellen.
    Zu bedenken ist außerdem, das nur eine formschlüssige Verbindung entsteht - also muß der Alukörper mit Durchbrüchen versehen werden, damit der Kunststoffinnenteil nachher nicht einfach rausfällt. Die Auslegung des Aluteils muss sich also eher nach den Bedürfnissen des Kunststoffes und dessen Verarbeitung richten.
    Soll die Kunststoffschmelze einfach nur glatt an der Innenseite anliegen oder sollen noch Unterteilungen in den Innenraum?
    Das nächste Interessante wird die Werkzeugkühlung... Da der Kunststoff ja komplett ineinen Alukörper gespritzt wird kann ja nur über den Kern direkt gekühlt werden.

    Ist schon ein bestimmter Kunststoff geplant?

  • Die Innentoleranz des fertigen Geberzylinders ist nicht so klein. Das Toleranzfeld liegt in der Gegend um die H9 bei Zylinderdurchmesser von ca.12-22 mm. Es ist aber eine sehr gute Frage, ob diese Toleranzen mit Schmieden und/oder gießen erreicht werden können. Da weis ich dann gleich mal nach was ich morgen schauen muss :smiling_face:
    Das die Verbindung formschlüssig sein muss war mir klar. Das Aluminium Gehäuse wird auch wie Sie sagen an das Kunststoffteil angepasst.
    Es sollen mit dem Kunststoff noch Unterteilungen in den Innenraum. Das Innenteil aus Kunststoff ist eig. Das Herzstück des Zylinders. Das Aluminium Gehäuse dient nur zur höheren Festigkeit des Produkts.
    Was die Kühlung des Werkzeugs angeht habe ich mir noch keine Gedanken gemacht, aber auch das ist ein wichtiger Punkt den ich berücksichtigen werden muss.
    So wie es sich für mich anhört sind Sie ein Mann vom Fach. Also wenn Sie mir nützliche Tipps zur Kühlung geben könnten wäre ich sehr dankbar.
    Was den Kunststoff selber betrifft, denke ich mal, dass man den Kunststoff verwenden wird, der jetzt schon bei den komplett Kunststoff gefertigten Zylinder zum Einsatz kommt. Weis noch nicht welcher Kunststoff da genutzt wird, werde es aber über das Interne Firmen Forum mal herausfinden.
    Sie sind mir eine sehr große Hilfe…

    Edited once, last by Tommy_S. (September 18, 2008 at 3:24 PM).

  • Ich freu mich wenn meine Hinweise helfen können.

    Was die Festigkeit betrifft können verstärkte Kunststoffe heutzutage durchaus und teilweise locker mit Metallen mithalten. Zumal schon viele Bauteile die normalerweise aus Metall hergestellt werden durch Kunststoffe ersetzt werden. Link

    Die Unterteilungen im Innenraum des Zylinders dürfen in Entformungsrichtung nicht hinterschnittig sein.
    Zur Kühlung kann ich leider auch nicht viel beitragen da ich leider auch nur Anwender und kein Werkzeugkonstrukteur bin. Ich kann mir aber vorstellen das es Probleme geben könnte die in den Aluzylinder eingebrachte Wärme vernünftig und schnell ins Werkzeug zu bekommen.

    Wenn der Zylinder auf einer Seite geschlossen ist, was ich vermute, dürfte es auch Probleme geben die vor der Massefront hergschobene Luft aus der Form zu bringen

    Edited once, last by KVL (September 18, 2008 at 6:50 PM).

  • Hallo.
    Wir umspritzen sehr viele Metallteile mit Kunststoff. Wo es technisch zulässug ist, ersetzen wir die Metallteile durch Kunststoffkomponenten.
    Momentan suchen wir für einen ähnlichen Fall nach einer Möglichkeit ein fast rundes Aluminiumteil (hohl) an der Innenwandung zu umspritzen, ohne einer Möglichkeit Durchbrüche einzubringen.

    Das Problem: Bei Abkühlung des Kunststoffmantels schrumpft dieser nun mal von der Wand weg und hält somit keine Verbindung zum Aluteil.
    Zahlreiche Tests mit diversen Haftvermittlern etc. haben bislang kein Rrgebnis gebracht.

    Gruß
    TThias

    Edited once, last by TThias (September 22, 2008 at 10:09 AM).

  • Hallo,
    KVL: Denke, dass es nicht unbedingt von Nöten ist den Zylinder einseitig geschlossen zu fertigen. Soll ja nur das Zylinder Gehäuse außen herum aus Aluminium sein. Daher denke ich, dass man das mit der Luft in den Griff bekommt.
    TThias: Danke für das Kommentar, zwar nicht ganz das Ergebnis was ich hören wollte aber doch auch nützlich. Da ich jederzeit Durchbrüche einbringen kann, hoffe ich eine Lösung zu finden.

    Gruß Tommy

  • Also wenn euer Zylinder an keiner Seite geschlossen ist wird´s ,einfach ausgedrückt, nur ein Alurohr das eingelegt wird? Mit anderen Worten: Ist das Aluformteil zylindrisch geplant?
    Zwei offene Seiten würden das Luftproblem natürlich in "Luft auflösen" :winking_face:
    Durchbrüche könnte man sich damit auch ,mehr oder weniger, sparen, die Fragen der Kühlung und der Maßhaltigkeit bleiben allerdings bestehen wie TThias sein Beitrag ja zeigt - Eure Konzepte sind ja so ziemlich identisch.

  • Quote

    Original von TThias

    Das Problem: Bei Abkühlung des Kunststoffmantels schrumpft dieser nun mal von der Wand weg und hält somit keine Verbindung zum Aluteil.
    zahlreiche Tests mit diversen haftvermittlern etc. haben bislang kein ergebnis gebracht

    Quote

    Original von Tommy_S.
    Da ich jederzeit Durchbrüche einbringen kann, hoffe ich eine Lösung zu finden.

    Hallo ihr Zwei,

    mit Durchbrüche allein wird es nicht getan sein, da sich die Schwindung (und somit das Lösen von der Bauteilwand) nicht vermeiden lässt. Die Durchbrüche könnten sogar abreißen, wenn es schrumpft. Ein Kunststoff mit sehr geringer Schwindung wäre eine Möglichkeit, aber 0% Schwindung gibt es nicht.

    Wie wäre es denn mit einer Presspassung, vielleicht sind in dieser Richtung die Entwicklungskosten und Herstellungskosten geringer. So oder so hat man am Ende Lagerhaltungskosten.

  • Quote

    Original von KVL
    Bei einer Presspassung käm es ja noch mehr auf Einhaltung von Toleranzen an.

    Wieso mehr??
    Bei einem Material mit geringer Schwindung kann man auch engere Toleranzen geben.
    Mit einem Material welches hohe Temperaturen abkann, könnte man auch den Alukörper erwärmen (dehnt sich aus) und dann die Teile verbinden und erkalten lassen, dann hat man eigentlich eine unlösbare Verbindung!

  • Den Alukörper erwärmen hört sich ganz gut an. Ist halt sicher alles nicht ganz so einfach um nachher ein Toleranzhaltiges Maß zu erhalten. Denken sie eine Einhaltung von ca. 0,070 mm wäre möglich?

  • Mehr auf die Fertigungstoleranzen des Aluguss/schmiedekörpers!!! Du darfst nicht nur in Kunststoffverhältnissen denken.


    Quote

    Original von Kuka

    Wieso mehr??
    Bei einem Material mit geringer Schwindung kann man auch engere Toleranzen geben.
    Mit einem Material welches hohe Temperaturen abkann, könnte man auch den Alukörper erwärmen (dehnt sich aus) und dann die Teile verbinden und erkalten lassen, dann hat man eigentlich eine unlösbare Verbindung!

    Ist denn jetzt der geplante Kunststoff bekannt?

    Edited once, last by KVL (September 22, 2008 at 12:59 PM).

  • Ein Alugussteil hat auch enge Toleranzen oder wie stellst du dir das mit einem Motorblock vor, dieser wird auch (noch) aus Gussteilen hergestellt.
    Außerdem gibt der Kunde zum Teil die Toleranzen vor und dann muss der Zulieferer zusehen wie er diese Einhält! Eventuell auch durch nacharbeiten.

    So wie ich das verstehe sind wie im Automobilbau und da sind sowieso sehr enge Toleranzen gesetzt.
    Selbst Gewichtstoleranzen werden sehr knapp festgelegt, da jedes Gramm welches gespart wird am Ende einen geringeren Spritverbrauch bedeutet.
    Lass das mal sickern! :grinning_squinting_face: :face_with_tongue:

    Sorry, fast vergessen?! :face_with_rolling_eyes:
    0,07mm? Kommt auf den Kunststoff an oder meinst du den Alukörper?
    Generell kommt es auf deine End-Maße an, wenn du die schon weißt, dann kannst du mal in geeigneter Lektüre nachschauen (im Tabellenbuch müsste was zufinden sein).

    Edited 2 times, last by Kuka (September 22, 2008 at 11:51 PM).

  • Na denkst du etwa der Aluguss Motorblock ist fertig nach dem Guss? Der hat alles andere als enge Toleranzen. Da wird hier gefräst und da gebohrt usw.
    Sowas mag sich bei einem Motorblock ja noch rechnen - wenn man aber bei jedem Einsatzteil ! für einen Bremszylinder noch den Zylinder auf Maß bringen muss schießen die Kosten gleich ins Astronomische.
    Ob man den Alukörper selbst herstellt oder ein Zulieferer, ist egal, die Kosten entstehen trotzdem und kein Zulieferer wird sagen: "Ok, weil du es bist mach ich dir einen Preis der sich für mich nicht rechnet"
    Beim Schmiedekörper wird die Nachbearbeitung eventuell noch teurer.
    Lass DAS mal sickern... :face_with_rolling_eyes:

  • Bevor weiter in die Details gegangen wird, sollte doch noch eines geklärt werden mit welchen Medien kommt der Kunststoff in Kontakt. das schränkt die Suche meistens schon sehr stark ein.
    Was bringt mir ein K. wenn ich mit dem die Fertigung schaffe es aber dem Medium nicht standhält.

    Gruß Michael W

  • Quote

    Was den Kunststoff selber betrifft, denke ich mal, dass man den Kunststoff verwenden wird, der jetzt schon bei den komplett Kunststoff gefertigten Zylinder zum Einsatz kommt.

    Geeignet für das Medium wird er sein - ob das aber auch für die geplante Herstellungsweise zutrifft...

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