Die ARICON Kunststoffwerk GmbH
Wir fertigen hochwertige Kunststoffteile im Rotationsverfahren. Dadurch können wir bei niedrigen Werkzeugkosten jedes beliebige Kunststoffbauteil mit einem Volumen von 0,1 bis 40.000 Liter produzieren. Geometrische Besonderheiten, wie eine komplizierte Formgebung mit Hinterschneidungen, mehreren Öffnungen, durchgängigen Verbindungen und Metalleinlageteile können wir im Rotationsformen direkt im Bauteil realisieren.
Seit der Gründung ist ARICON Spezialist für chemikalienbeständige nahtlose Kunststoffhohlkörper, Kunststoffbehälter und Wannen aus Polyethylen. Hergestellt werden Kunststoffbehälter für Flüssigkeiten und Schüttgüter, sowie Auffangwannen und -behälter im thermoplastischen Rotationsschmelzverfahren aus hochwertigem LLDPE Pulver. Zusätzlich fertigen wir auch kundenspezifische Formteile aus verschiedenen Materialien im Rotationsschmelzverfahren.
Wir begleiten Sie den gesamten Prozess Ihres Kunststoffteils hindurch. Von den ersten Ideen und einer fachspezifischen Beratung über die Konstruktion und Entwicklung von Design und Material und geometrischen Besonderheiten bis hin zur Serienfertigung und Montage Ihrer Kunststoffteile.
Sprechen Sie uns an! Unser erfahrenes Team berät Sie in einem ersten Gespräch und begleitet Sie den gesamten Produktentstehungsprozess hindurch. Wir gehen auf Ihre Wünsche ein und stellen uns jeder Herausforderung!
Unsere Möglichkeiten
Wir fertigen Kunststoffteile im thermoplastischen Rotationsverfahren. Unser erfahrenes Team begleitet Sie von Ihrer ersten Idee über die Konstruktion bis hin zur fertigen Serie. Wir unterstützen Sie bei Ihrem Produktentstehungsprozess mit Prototypen und den verschiedensten Möglichkeiten der individuellen Modifizierung. Zusätzlich stehen uns CNC-Bearbeitungszentren für nachträgliche Fräsarbeiten zur Verfügung um Ihr Kunststoffteil zu optimieren.
Das Rotationsverfahren
In dem Rotationsschmelzverfahren wird Kunststoffpulver während des Erhitzens biaxial rotiert. Das bedeutet, dass zum einen der Arm mit auf dem der Teller mit dem Werkzeug befestigt ist sich dreht und zum anderen dreht sich dieser Teller nochmal alleine. Bei dieser Bewegung verteilt sich das schmelzende Kunststoffpulver an den Innenwänden der Form und die Wandstärke verteilt sich gleichmäßig. Über die Menge des Pulvers kann die Wandstärke variiert werden. In diesem Verfahren wird ein nahtloser Kunststoffhohlkörper aus einem Teil bestehend ohne gestreckte Stellen realisiert. Während des gesamten Rotationsschmelzprozesses wird allein die Gravitationskraftgenutzt, wodurch dieses Verfahren auch als druckloses Verfahren bezeichnet wird.
Das Verfahren ist in vier Fertigungsstufen unterteilt. Als erstes wird das Werkzeug mit dem Pulver gefüllt. Nach dem Schließen der Form bewegt sich der Arm mit dem Teller, an welchem das Werkzeug befestigt ist in den Heizofen. Dort schmilzt das Kunststoffpulver und verteilt sich gleichmäßig an den Innenwänden der Form. Anschließend bewegt sich der Arm automatisch in eine Kühlkammer, in welcher das geschmolzene Pulver auf die Entnahmetemperatur heruntergekühlt wird. Damit sich keine Schlieren an den Wänden bilden rotiert die Form weiter. Sobald das geschmolzene Pulver auf die Entnahmetemperatur heruntergekühlt ist, kann das Kunststoffteil aus der Form entnommen werden und gegebenenfalls weiterbearbeitet werden.
Verfahrensvorteile
Unser Verfahren bietet viele Vorteile bezüglich der Formgebung und den Möglichkeiten bei der Gestaltung Ihres Kunststoffteils. Dabei können wir großdimensionale Kunststoffholkörper nahtlos mit Öffnungen sowie auch komplett geschlossen herstellen. Selbst komplexe Geometrien stellen dabei für uns kein Hindernis dar, so können wir auch komplizierte Formgebungen wie zum Beispiel Hinterschneidungen für sie realisieren. Auch Durchführungen und Metalleinsätze können wir beim Rotationssintern in Ihr Kunststoffbauteil einbauen. Des Weiteren gibt es eine große Auswahl an Materialien und Zusätzen sowie auch Farben und Pigmenten um Ihr Kunststoffteil individuell zu gestalten und die erforderten und gewünschten Eigenschaften zu realisieren. Durch ein drucklose Fertigungsverfahren können wir fast jede Wandstärke mit einer gleichmäßigen Wandstärkenverteilung und ohne Streckungen in Radienbereichen realisieren.
In dem Rotationsschmelzverfahren besteht die Möglichkeit verschiedenste Einsätze und Befestigungen angepasst an Ihre Anwendung zu realisieren. Dabei können diese zum Beispiel aus Metall bestehen in Form von Metallgewinden oder auch Metalleinsätzen. Auch können wir auch Kunststoffinnen- sowie -außengewinde und Kunststoffausprägungen realisieren.
Außerdem können wir Dichtflächen direkt im Prozess herstellen, sodass das nachträgliche Einfräßen von Dichtflächen entfällt. Zusätzlich können wir Kranösen und auch Kabelfixierungen in Ihrem Kunststoffteil realisieren um dieses transportfähig zumachen und Kabel geschützt und fixiert am Kunststoffteil entlang zu führen.
Bei dem thermoplastischen Rotationsschmelzverfahren gibt es die verschiedensten Möglichkeiten für Ihr Kunststoffteil um die besten Eigenschaften angepasst an Ihre Anwendung hervorzurufen. Beim Rotationsformen können einwandige sowie auch doppelwandige Bauteile produziert werden. Dabei gibt es auch die Möglichkeiten Schichten zu Bilden in 2- oder 3-Fach Multilayer um verschiedene Eigenschaften zu kombinieren. So kann ein Bauteil zum Beispiel zweifarbig realisiert werden mit verschiedenen Farben Innen und Außen. Zusätzlich können wir Ihre Kunststoffbauteile auch Ausschäumen um eine isolierende Eigenschaft hervorzurufen.
Des Weiteren können wir im Rotationsschmelzverfahren auch Verrippungen und Griffe in Ihrem Kunststoffteil realisieren. Zusätzlich bieten wir auch die Möglichkeit von integrierten Deckeln.
Durch eine Verbindung der beiden Werkstoffe Metall und Kunststoff sind wir in der Lage die Stärken der beiden zu kombinieren. Dadurch können verschiedene Eigenschaften verbunden werden wie zum Beispiel die elektrische Leitfähigkeit von Metallen mit der elektrischen Isolierfähigkeit von Kunststoffen. Diese Verbindung wird direkt im Rotationsschmelzprozess realisiert. Dadurch können eventuelle Schwachstellen wie zum Beispiel Undichtigkeiten, die nach einiger Zeit auftreten können, direkt ausgeschlossen werden.
In unserem Rotationsschmelzverfahren können wir durch eine hohe Flexibilität diese Verbundkonzepte umsetzten. Diese werden in unserer eigenen Produktion sowie auch besonders bei kundenspezifischen Teilen eingesetzt. So beinhalten die Dosierbehälter aus den Serien FD-A, FD-C und BD-A eingesinterte Gewindemuttern im Bodenbereich und die Dosierbehälter der Serien FD-G und FD-I Gewindemuttern auf der Montagefläche für direkte Montagen von zum Beispiel Rührwerken und Pumpen.
Grundsätzlich lassen sich im Rotationsschmelzverfahren verschiedene thermoplastische Kunststoffe verarbeiten. Der eingesetzte Rohstoff ist abhängig von der Endanwendung des Formteils und berücksichtigt neben der Temperaturbeständigkeit auch die chemische Beständigkeit und die mechanischen Eigenschaften.
- Polyethylen - PE
Der am häufigsten eingesetzte Werkstoff im Rotationsverfahren ist das Polyethylen. Das Polyethylen (PE) lässt sich dabei in verschiedene Dichten unterteilen:
PE-LD 0,915 - 0,935 g/cm³
PE HD 0,940 - 0,970 g/cm³
PE-LLD 0,870 - 0,940 g/cm³
Je nach Anwendungsfall und gewünschtem Produkt können im Rotationsverfahren Materialien mit verschiedenen Dichten und Schmelzindices (MFI) angewendet werden. Zum Beispiel werden Materialien mit sehr hoher Dichte für die Herstellung von großen Behältern herangezogen. Für Sichtteile und Lampenkörper, bei welchen eine besonders attraktive Oberfläche gewünscht ist, werden Materialien mit einem besonders hohen Schmelzindex eingesetzt, da hier die Abformqualitäten des Formteils besonders hoch sind. Somit lassen sich auch Beschriftungen wie Skalen und Logos mit einem sehr hohen Detailgrad wiedergeben, was bei Materialien mit niedrigeren MFIs schwierig ist.
Polyethylen bietet den großen Vorteil, dass es ein breites Verarbeitungsfenster bietet und sehr gute Resistenzen bzgl. aggressiver Chemikalien besitzt. Weiterhin ist der Temperatureinsatzbereich für die hergestellten Formteile mit -20 °C bis +60 °C relativ groß.
Häufige Einsatzbereiche sind zum Beispiel Lampenkörper, sowie Kajaks und Boote. Allerdings wird PE auch für Behälter zur Lagerung von Chemikalien und für Schüttgüter verwendet. - Vernetztes Polyethylen - Cross linke PE - X-PE
Durch die Beimischung verschiedener Additive (meist auf Peroxid Basis) findet während des Rotationsverfahrens ein chemischer Prozess statt, welcher die mechanischen Eigenschaften des Materials verändert. Bis zum Erreichen der Aktivierungstemperatur handelt es sich um ein Polyethylen mit einem hohen Schmelzindex und somit vergleichbar "schlechten" mechanischen Eigenschaften. Durch die Erreichung der Aktivierungstemperatur findet eine chemische Vernetzung des Materials statt, welches daraufhin die guten Schlagzähigkeits- und Temperaturbeständigkeitswerte erhält. Der hohe Melt-Flow-Index (MFI) des Materials, am Anfang des Prozesses, erlaubt die Darstellung komplexer Konturen. Aufgrund der teilweise gegen Stahl aggressiven Additive empfehlen wir ausschließlich die Verwendung von Aluminium Formen. Die guten statischen Materialeigenschaften erlauben es, die Wandstärken des Formteils zu reduzieren, ohne die statischen Eigenschaften zu reduzieren, was den Einsatz des Materials bei gewichtskritischen Bauteilen bevorzugt. - Polypropylen - PP
Neben Polyethylen lässt sich auch Polypropylen im Rotationsverfahren sehr gut verarbeiten. Hierbei handelt es sich auch um ein Thermoplast, welches eine bessere thermische Beständigkeit im Vergleich zum Polyethylen hat. Die Belastbarkeit des Formteils kann bei bis zu 100 °C im oberen Bereich und bis -10 °C im unteren Bereich liegen, wobei die Schlagzähigkeit unter 0 °C stark abnimmt. Die Dichte liegt zwischen 0,895 g/cm³ und 0,92 g/cm³ und weist somit eine geringere Dichte auf als das oben vorgestellte Polyethylen. Die Anwendungen sind ähnlich zum Polyethylen, wobei je nach Anwendung häufig Wert auf die höhere Temperaturbeständigkeit gelegt wird. Diese bewirkt allerdings, dass die Verarbeitungstemperaturen und Zyklen im Rotationsprozess höher / länger sind, welches die Kosten für ein Polypropylen-Bauteil steigen lässt. - Polyvinylidenfluorid - PVDF
PVDF wird in der Industrie wegen seiner hervorragenden thermischen und chemischen Beständigkeit geschätzt und findet häufig Einsatz in speziellen Anwendungen, bei welchen die üblichen thermoplastischen Kunststoffe wie Polyethylen und Polypropylen an Ihre Grenzen kommen. Die Temperaturbeständigkeit liegt bei bis zu 140 °C und bietet somit neue Möglichkeiten, Metalle durch Kunststoffe zu ersetzen. Zusätzlich bietet das Material den großen Vorteil der Klassifizierung in der Brennbarkeitsklasse V0 (3mm UL94). Die hohen Schmelztemperaturen erhöhen die Zykluszeiten und Verarbeitungstemperaturen enorm und stellen erhöhte Anforderungen an den Verarbeiter. Zusätzlich liegen die Rohstoffkosten für PVDF bei einem Vielfachen von Polyethylen oder Polypropylen. Das Material hat eine erheblich höhere Dichte als die bisher vorgestellten Materialien von 1,71-1,78 g/cm³. Die Firma ARICON Kunststoffwerk ist in der Lage, durch ihre ausgezeichneten Anlagen und Prozesse auch diese High-Tech Werkstoffe zu verarbeiten. - Polyamid - PA
Neben den bereits erwähnten Werkstoffen bietet sich auch die Möglichkeit, Polyamid im Rotationsverfahren zu verarbeiten. Seine hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln lässt sich zum Beispiel nutzen, um eine Sperrschicht gegenüber Kohlenwasserstoffen zu bilden. Dies kommt häufig in der Multilayer Produktion für Kraftstoffbehälter zum Tragen. Die hohe Steifigkeit und Lackierbarkeit bietet weitere Vorteile für die Anwendung im Sichtbereich. Polyamid bietet zusätzlich den Vorteil, dass die daraus hergestellten Formteile mit Temperaturen bis zu 140 °C ausgesetzt werden können. Durch die Erzeugung einer Multilayerstruktur ist es möglich, die positiven Eigenschaften von zum Beispiel Polyethylen mit den Eigenschaften von Polyamid zu kombinieren. Da das Polyamid die Eigenschaft hat, Wasser aufzunehmen (hygroskopisch), ist es erforderlich, das Material vor der Verarbeitung einem Trocknungsprozess zuzuführen. Die Folgen wären sonst optische Störbilder in der Materialoberfläche bis hin zu Sprödigkeit, wodurch das Formteil zerstört werden kann. Die Dichte des Polyamids liegt je nach Kristallinität und Ausführung (PA6 bis PA12) zwischen 1,01 g/cm³ und 1,235 g/cm³. - Polycarbonat - PC
Polycarbonate haben eine Sonderstellung im Rotationsbereich, da die Anwendungen sich rein auf Design und Sonderkonstruktionen beziehen. Die Verarbeitung ist aufgrund des geringen / nicht vorhandenen Schrumpfes im Rotationsverfahren nicht einfach und wird nur von wenigen Unternehmen angeboten. Das Material besitzt eine geringe Schlagzähigkeit und chemische Beständigkeit. Dafür hat Polycarbonat eine glasähnliche Licht Transmission und ist somit sehr transparent und besonders interessant für Design Applikationen. Durch die Beimischung von Pigmenten können verschiedene, sehr edle Effekte für Leuchtkörper oder Designobjekte erzielt werden. Polycarbonat erreicht auch nach der UL94 die Klassifizierung V0. Formteile aus Polycarbonat können bei bis zu Temperaturen von über 120 °C eingesetzt werden, was die Anforderungen an den Verarbeitungsprozess steigen lässt.
Häufig werden Polycarbonate bei der Herstellung von CDs, DVDs, Blu-rays, Brillengläsern und Helmvisieren eingesetzt. - Schäumendes Material
Durch die Verwendung von modifizierten Polyethylenen, welche mit Treibmittel versetzt wurden, kann der Kunststoff zur Schaumbildung im Prozess gebracht werden. Während des Rotationsprozesses wird das Material erhitzt und das Treibmittel aktiviert. Dieses lässt das Polyethylen schäumen und es dehnt sich um das 4 - 6 fache aus. Die dabei entstehende Struktur enthält sehr viele Lufteinschlüsse und bietet den Vorteil, bei geringem Gewicht ein großes Volumen und somit auch eine enorme Stabilität zu erzeugen. Die dabei entstehenden Blasen ziehen sich durch das gesamte Material, sind nicht komplett geschlossen und offen-porig. Aufgrund dieser negativen Eigenschaft des schäumenden Materials wird es häufig in Kombination mit konventionellen Materialien eingesetzt (siehe dazu Multilayer).
Die Einsatzzwecke sind unter anderem Bootsrümpfe für eine erhöhte Stabilität bei geringem Gewicht, Kühlboxen für einen reduzierten Wärmetransfer durch die Isolationsschicht und Designobjekte mit schallschluckenden Eigenschaften. Die Dichte des Materials liegt zwischen 0,15 g/cm³ und 0,31 g/cm³. - Elektrisch leitfähiges Material
Die Beimischung von Ruß reduziert den Oberflächenwiderstand der Kunststoffe und macht diesen zu einem gewissen Grad leitfähig. Bis zu 2,5 x 10^-5Ω/m². Nachdem dem Rohstoff der Ruß hinzugefügt wurde, wird das Material erneut extrudiert und zu Pulver verarbeitet. Dies garantiert die feste und dauerhafte Einbindung der Ruß-Pigmente im Rohstoff, womit dieser auch für den Lebensmittelbereich eingesetzt werden kann. Die hohe Ableitfähigkeit erlaubt es, Behälter und Sonderformteile auch in EX geschützten Bereichen einzusetzen. Bedingt durch den Ruß sind die Kunststoffe schwarz durchgefärbt und nicht mehr transluzent. Häufige Anwendungen sind EX geschützte Bereiche, in welchen eine Potenzialentladung zu einem Lichtbogen und einer Explosion führen können. Lebensmittel-Anwendungen mit zum Beispiel entzündlichen Medien wie Alkohol, aber auch Schüttgut-Behälter, in welchen Kunststoffgranulate gemischt oder eingefüllt werden, erfordern den Einsatz elektrisch leitfähigen Materials. Hier kann es durch die konstante Reibung des Kunststoffes zu einer Potenzialaufladung kommen, welche sich zum Beispiel durch einen Mitarbeiter entladen kann. - Flammhemmendes Material
Polyethylen und Polypropylen lässt sich mittels verschiedener Additiven auch als flammhemmendes Material nach UL94 herstellen.
Durch die Zugaben von Additiven sinkt die chemische Beständigkeit und auch die Schlagzähigkeit wird leicht reduziert. Dafür erreichen die Materialien nach UL94 die Klassifizierung V0 oder auch V2 und können zum Beispiel zur Herstellung von Design Produkten wie Lampenkörpern, Möbeln oder Mülleimern ohne Weiteres genutzt werden. Mithilfe dieses Materials ist es möglich, auch die Regularien für die Aufstellung von Produkten in öffentlichen Gebäuden zu erfüllen. Das Material ist in Natur-transparent oder auch in jeder gewünschten Farbe erhältlich. Die Dichte des Materials liegt bei 1,029 g/cm³ (PE) oder 1,1 g/cm³ (PP). - Multilayer Herstellung
Wie bereits oben erwähnt, gibt es im Rotationsverfahren (wie auch im Blasverfahren) die Möglichkeit, einen Schichtaufbau durchzuführen.
Dies kann die folgenden Gründe haben:- Design
Durch die Verarbeitung von zwei verschiedenen Farben kann die Außenkontur eines Formteils (zum Beispiel einer Vase) weiß sein und die Innenseite in einem kräftigen Rot erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein nachträgliches Lackieren der Oberfläche nicht notwendig ist und durch das durchgefärbte Material auch leichte Kratzer auf der Oberseite kaschiert werden können. - Verbesserung der chemischen Eigenschaften
Die Verwendung eines Materialmix kann die Verbesserung der chemischen Eigenschaften mit sich bringen. Wie bereits beim Polyamid erwähnt, lässt sich eine Außenschicht aus Polyamid erzeugen, welche dann durch eine Innenschicht aus Polyethylen unterstützt wird. Somit erhält das endgültige Formteil die Stabilität eines Polyethylen Teils mit den positiven chemischen Eigenschaften gegenüber Kohlenwasserstoffen für den Einsatz als Motorradtank. - Verbesserung der Stabilität
Mithilfe von schäumendem Material lassen sich Hohlkörper im Rotationsverfahren erzeugen, welche eine sehr hohe Stabilität aufweisen, ohne das Gewicht eines Vollmaterialbauteils zu haben. Die Außenschicht des Körpers wird aus PE oder PP rotiert und bietet eine ansprechende geschlossene Oberfläche. Folgend darauf wird eine im Verhältnis dicke, aber auch sehr leichte, Schicht aus schäumendem PE gefertigt. Diese erhöht die Stabilität des Formteils, ohne das Gewicht drastisch zu erhöhen. Da die Innenfläche des Formteils durch die offenporige Oberfläche des Schaums nicht für jede Applikation verwendet werden kann, wird hier häufig ein Triple-Layer erstellt, bei welchem nach dem Schaum zusätzlich noch eine Vollmaterial-Schicht erzeugt wird. Das Ergebnis sind sehr robuste und leichte Formteile, wie zum Beispiel Kajaks oder auch Formkörper mit isolierenden Eigenschaften, wie zum Beispiel Kühlboxen.
- Design
Prototypen
Unsere Stärke ist es, Sie bei der Umsetzung Ihres Entwicklungsprojektes zielgerichtet, kompetent und umfassend zu beraten. Auf Kundenwunsch stellen wir Ihnen vor der eigentlichen Produktion der Serienteile Muster und Prototypen zur Verfügung. Somit haben Sie die Möglichkeit, vor der eigentlichen Serienproduktion die Muster für erste Testversuche und Einbauproben zu verwenden und gegebenenfalls zu optimieren. Dies spart wertvolle Zeit und Kosten. Außerdem können Sie dadurch vorab einen ersten Eindruck von ihrem Kunststoffteil erhalten.
Im Muster- und Prototypenbau kommt es auf eine genaue und kostenoptimierte Umsetzung der Kundenanforderung an. Wir bieten Ihnen alles aus einer Hand, von der Idee bis zur Umsetzung des Bauteils.
Durch die Unterstützung unseres erfahrenen Teams werden Anforderungen kreativ und funktionsoptimiert entwickelt. Unter Verwendung von CAD-Programmen wird der Prototyp exakt ausgelegt und bei Bedarf mit Hilfe der FEM-Simulation analysiert. Bei der Finite-Elemente-Methode (FEM) wird das Bauteil auf seine Festigkeitsanforderungen und Schwächen geprüft.
Wir fertigen die Prototypen in unserer eigenen Musterbauwerkstatt. Bei erhöhten Anforderungen an die Maßgenauigkeit der Bauteile ist eine genaue Vermessung und Dokumentation jederzeit möglich. Wir realisieren von einfachen Bauteilen bis hin zu komplexen Teilen alle Arten von Musterbauten. Unsere Stärke liegt in der zielgerechten Umsetzung und individuellen Lösung der Anforderungen.
Ob Sie eine Idee, eine Zeichnung oder schon fertige 3D-Daten besitzen, wir unterstützen Sie bei der Produktentwicklung und bei der schnellen Umsetzung von Modellen und Prototypen. Sie erhalten von uns in kürzester Zeit Muster und Kleinserien.
Kontaktieren Sie uns, um mehr über unseren Service zu erfahren.
