Makellose Oberflächen bei höchstmöglichem Durchsatz – im Kunststoffspritzguss sind die Fertigungsanforderungen im letzten Jahrzehnt signifikant gestiegen. Dadurch steigt der Bedarf an vorvergüteten Kunststoffformenstählen mit homogener Härte, hervorragender Polierbarkeit und hoher Verschleißbeständigkeit. Um die steigenden Marktbedürfnisse zu erfüllen, investieren die Deutschen Edelstahlwerke kontinuierlich in die Entwicklung anforderungsgerechter Stahllösungen.
Ein Gespräch mit Daniel Frie, technischer Kundenberater bei den Deutschen Edelstahlwerken, über die technologischen Herausforderungen bei der Stahlentwicklung.
Wie haben sich die Kundenanforderungen im Kunststoffspritzguss in den letzten Jahren verändert?
Daniel Frie: Eine Null-Fehler-Qualität und höchste Fertigungseffizienz sind Anforderungen, mit denen Kunststoffspritzgießer automatisch konfrontiert werden, wenn sie in Hightechbranchen wie die Automobilindustrie liefern. In den letzten Jahren lässt sich beispielsweise ein Trend zu immer höheren Spritzdrücken verfolgen, die nötig sind, um möglichst niedrige Taktzeiten zu erreichen.
Gleichzeitig muss das Oberflächenfinish des Kunststofferzeugnisses hochwertig und dauerhaft reproduzierbar sein. Die Voraussetzung für die Herstellung der benötigten Kunststoffformen sind Werkzeugstähle, die sich mit engster Maßgenauigkeit formen lassen und die robust im Einsatz sind.
In Anwendungsgebieten, in denen groß dimensionierte und komplexe Kunststoffformen eingesetzt werden, sind die Ansprüche an den Werkstoff ungleich höher. Längst nicht jeder Stahlhersteller verfügt über die technologischen Ressourcen und das werkstofftechnische Know-how, um anforderungsgerechte Formenstähle zu produzieren.
Welche Werkstofflösungen bieten die Deutschen Edelstahlwerke und was ist daran fortschrittlich?
Um der steigenden Nachfrage nach einer verbesserten Polierbarkeit und Verschleißbeständigkeit gerecht zu werden, haben wir bereits vor ca. zehn Jahren die Entwicklung des vorvergüteten Kunststoffformenstahls Formadur 320 in die Wege geleitet. Die Werkstoffbasis bilden die Stahlgüten 1.2311 und 1.2738, die zu den gängigen Werkstoffen für Rahmen und Formen im Kunststoffspritzguss zählen.
Wir haben die Härte des Stahls deutlich erhöht und die Bearbeitbarkeit optimiert. Um ein durchgehend perfektes Oberflächenfinish der Form zu erreichen, muss die Härte bis in den Kern des Stahlblocks gleichmäßig sein. Mit Lieferhärten bis 355 HB haben wir mit dem Formadur 320 bereits damals einen Meilenstein im Bereich Kunststoffformenstahl gesetzt. Doch immer wieder neue Maßstäbe zu definieren ist die Voraussetzung für die Innovationsführerschaft – und das ist ein Leitmotiv der gesamten SCHMOLZ + BICKENBACH Gruppe, zu der die Deutschen Edelstahlwerke gehören.
Gemeinsam mit Kunden haben wir jetzt den neuen Formadur 400 zur Serienreife geführt. Mit einer Härte bis 410 HB ist der Edelstahl einer der härtesten vorvergüteten Formenstähle am Markt und durch seine Härte extrem gut polierbar.
Was sind die größten technologischen Herausforderungen in der anforderungsgerechten Stahlentwicklung und wie bewältigen Sie diese?
Eine der größten Herausforderungen besteht in der homogenen Durchvergütbarkeit großer Formenstahlblöcke. Diese muss bis in den Kern gegeben sein, um gleichmäßige und reproduzierbare Oberflächenqualitäten am Kunststoffprodukt zu ermöglichen. Die äußerst geringen Unterschiede im Härteprofil des Formadur 320 und des Formadur 400 demonstrieren die Weiterentwicklung in diesem Bereich.
Unser technologischer Wettbewerbsvorteil sind unter anderem Wärmebehandlungsöfen und Abschreckbetten, die für die Vergütung von sehr großen Stahlblöcken geeignet sind. Für Kunststoffspritzgießer, die noch höhere Anforderungen an die Stahleigenschaften stellen, bieten wir unsere Formadur-Stähle auch in der Superclean-Variante an. Durch das erneute Umschmelzen des Stahls per Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahren erreichen wir höchste Reinheitsgrade und eine außerordentliche Gefügehomogenität.
Das macht sich bemerkbar in besten Ergebnissen bei der Polierbarkeit und Strukturierbarkeit sowie bei der Zähigkeit des Stahls. Im Ergebnis steigen die Qualität, die Widerstandsfähigkeit und die Standzeit des Kunststoffformenstahls. Unterm Strich ist die anforderungsgerechte Stahlherstellung eine Frage der Erfahrung und der technologischen Ressourcen.
Herr Frie, vielen Dank für das Gespräch!
