Die Historie des Spritzguss

Wie der Spritzguss die Elefanten vor dem Aussterben rettete

Der Begriff „Spritzguss“ war in der Schriftsetzerei bereits um 1849 bekannt und bezeichnete ein Spritzverfahren zur Herstellung von Schrifttypen aus Metall. Der Spritzguss für Kunststoffe wurde hingegen erst 1870 erfunden. Alles begann ein Jahr früher, im Jahr 1869, als die amerikanische Firma Phelan and Collander infolge der Elfenbeinknappheit eine Belohnung in Höhe von 10.000 Dollar demjenigen versprach, der einen Ersatz für das Material aus Elefantenzahn fand. Benötigt wurde das Elfenbein – oder dessen Ersatzstoff – dringend für die Herstellung der immer beliebter werdenden Billardkugeln, die besonders in den Gasthäusern der USA umherrollten.

1870 hatte der Drucker John Wesley Hyatt eine Lösung parat: Er erfand das aus Nitrozellulose und Kampfer hergestellte und bis heute bekannte Celluloid. Bereits 1872 erhielten Hyatt und sein Bruder in den USA das Patent auf eine Maschine zur Bearbeitung von Celluloid. Diese Maschine wies alle Merkmale einer vertikalen Spritzgussmaschine auf und rettete die Elefanten vor dem Aussterben. Bis zur Jahrhundertwende wurden mehrere Maschinen gebaut, die für das Strangpressen von Profilen benutzt wurden. 1878 spritzte man mit dieser Technik erstmals eine Ummantelung für einen Rasierpinsel.

Im Jahr 1926 präsentierte das Nürnberger Unternehmen Eckert & Ziegler die ersten serienmäßig gefertigten Spritzgussmaschinen – die legendären Modelle „El“ und die größere „EL“ in horizontaler Bauweise. Bis 1945 meldete das Unternehmen mehr als 60 Patente an und war der bedeutendste Hersteller von Spritzgussmaschinen weltweit. Nach 1950 erkannte die Industrie die Bedeutung der Spritzgusstechnik für die Herstellung von Gehäusen unterschiedlichster Art und die Technologien nahmen rasant an Fahrt auf.

Spritzguss heute

Technische Spritzgussteile und Kunststoffspritzgussteile sind aus der heutigen Industrie nicht mehr wegzudenken. Moderne Spritzgussmaschinen sind heutzutage in der Regel computergesteuert und ermitteln und speichern so die optimalen Fertigungsparameter. Sie bestehen für gewöhnlich aus zwei Teilen: der Spritzeinheit und der Schließeinheit.

Die Spritzeinheit erweicht beziehungsweise verflüssigt den Kunststoff meistens durch Hitze oder Druck. Diesen Vorgang nennt man Plastifizieren. Dann drückt sie ihn mit großem Druck in das Spritzgießwerkzeug, dessen Hohlraum die Form des Produkts hat (Negativform des gewünschten Kunststoffteils). Es gibt verschiedene Arten von Spritzeinheiten wie z. B. Schnecken, Plastifizierzylinder oder Einfülltrichter. Das Spritzwerkzeug lässt den eingespritzten Werkstoff entweder im Innern aushärten oder wirft ihn in einem mechanischen Vorgang bereits während der Härtung aus. Die Schließeinheit verhindert bei all diesen Vorgängen, dass sich das Werkzeug unter dem Druck der Spritzeinheit öffnet. Am Ende des Spritzvorganges öffnet sich die Schließeinheit und der fertige Spritzling wird ausgeworfen.

Es gibt auch Spritzgussteile aus Sonderwerkstoffen. Hier kommt z. B. Strukturschaum, Hartschaum oder Silikon zum Einsatz. Anwendungsbeispiele sind u. a. Verkleidungsprofile, Rohrleitungen für Industrieanlagen, Gartenzäune, Tiertränken oder Bauteile für die Luft- und Raumfahrt.

Es gibt auch Kunststoffspritzgussteile für Kleinserien, die in speziellen Spritzgussmaschinen hergestellt werden. Da die Anschaffung der Maschinen jedoch meist sehr teuer ist, kennt man eher Kunststoffspritzgussteile aus der Massenproduktion mit großen Stückzahlen. Zu nennen sind hier z. B. endlos gefertigte Kunststoffspritzgussteile oder Kunststoffkleinteile wie z. B. Befestigungsclips, die häufig in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Bei dem Verfahren werden die Einzelteile taktweise durch die Maschine geschoben, sodass ein Endlosband verbundener Formteile entsteht. Aber auch jede andere nicht standardisierte Komponente lässt sich dank Spritzgussverfahren exakt nach den Vorstellungen des Auftraggebers herstellen.

Zum Herstellen von Kunststoffspritzgussteilen werden spezielle Formen für Spritzgießwerkzeuge benötigt. Spritzgießwerkzeuge werden in den meisten Fällen in eine Gießmaschine eingefügt und von dieser zunächst zusammengehalten, sodass das flüssige Material in die zusammengesetzte Form laufen kann. Ist das Material dann nach der jeweiligen Trockenzeit erstarrt, werden die Formen auseinandergeführt. Das Produkt kann einfach aus der Maschine entnommen und im nächsten Schritt weiterverarbeitet werden.

Fazit

Das Spritzgussverfahren ist eine der gängigsten Methoden, um Kunststoffe zu verarbeiten. Das Verfahren eignet sich hervorragend, um komplizierte Formteile auch als Massenartikel herzustellen.

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