MuCell-Gewichtsreduzierung

MuCell® — Technologie für das mikrozellulare Schaumspritzgießen

Trexel MuCell® ist eine der wichtigsten Innovationen der Kunststoffverarbeitung der letzten 20 Jahre. Beim Spritzgießen erzeugt es eine mikrozellulare Schaumstruktur, indem ein überkritisches Fluid (SCF — meist Stickstoff N₂ oder CO₂) in die Schmelze eingebracht wird. Anders als chemische Treibmittel ist es ein rein physikalisches Verfahren: Es gibt keine Temperaturbeschränkung, und im Polymer bleiben keine chemischen Rückstände zurück; die Teile sind innerhalb ihrer Polymerklasse recycelbar, und das Mahlgut kann in den Prozess zurückgeführt werden.

Die Mikroskopaufnahme oben zeigt die Tausenden von Mikrozellen, die mit MuCell entstehen; diese Zellen senken die Dichte des Teils und verringern die Eigenspannungen.

Wie funktioniert es? — Prozessschema

1. SCF-Injektion: Präzise dosiertes überkritisches Fluid (N₂/CO₂) wird über Injektoren am Plastifizierzylinder in das Polymer eingebracht. 2. Einphasige Lösung: In einer speziellen Mischzone verteilt sich das SCF homogen in der Schmelze und bildet eine einphasige Lösung. 3. Einspritzen in das Werkzeug: Die Schmelze wird in das Werkzeug eingespritzt; beim Kontakt mit dem niedrigen Druck bilden sich die Zellkeime. 4. Kontrolliertes Zellwachstum: Kontrolliertes Zellwachstum ersetzt die Nachdruckphase; das Wachstum endet, wenn das Werkzeug gefüllt ist und ein gleichmäßiger Innendruck erreicht ist.

Vorteile

• Gewichtsreduzierung von bis zu 20 % — weniger Verbrauch an Kunststoffgranulat (Rohstoff)
• Keine Einfallstellen und deutlich weniger Verzug
• Kürzere Zykluszeit und höherer Ausstoß
• Geringere Schließkraft → Fertigung auf einer kleineren, wirtschaftlicheren Maschine
• Gestaltungsfreiheit: Fließen von dünner zu dicker Wand, Rippenstruktur im Verhältnis 1:1
• Nachhaltigkeit: geringer Energiebedarf, geringer CO₂-Fußabdruck, recycelbare Teile

Für welche Werkstoffe?

Nahezu alle Polymere außer LCP erhalten mit MuCell eine Zellstruktur. Gefüllte Werkstoffe (Glasfaser und ähnliche) bringen den größten Nutzen; der Füllstoff wirkt synergetisch mit dem überkritischen Fluid. Auch bei Hochtemperatur-Kunststoffen wie PEEK, PEI und PSU ergibt sich ein erheblicher Kostenvorteil.

Systemaufbau

MuCell besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Satelliten-Dosiereinheit (T-Series — T-S00 / T-S01): Steht neben jeder Spritzgießmaschine; sie dosiert das SCF präzise und bringt es über die Injektoren im Zylinder unter hohem Druck in die Schmelze ein. Sie wird nach dem Schneckendurchmesser der Maschine ausgelegt.

• Stickstoff-Booster der NC-Serie (NC-250 / NC-500): Der zentrale Stickstoffverdichter; ein einzelner Booster versorgt mehrere Dosiereinheiten. Er arbeitet mit Flaschenstickstoff, einem Stickstoffgenerator oder Flüssigstickstoff; Redundanz wird mit einem zweiten Booster geschaffen.

• Hochdruck-SCF-Injektor und spezielle Plastifiziereinheit: Positive Schneckenpositionsregelung und eine Verschlussdüse.

Integration

MuCell lässt sich sowohl in Neumaschinen (OEM-Modell) als auch in bestehende Maschinen (MMU-Modell) integrieren.

Einsatzgebiete

Automobil, Unterhaltungselektronik, Medizinprodukte, Verpackung, weiße Ware und technische Funktionsteile.

Die MuCell-Technologie, die Systemkomponenten und die Anwendungsgebiete finden Sie auf der TREXEL-Markenseite.