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Große Polycarbonat-Folienformate präzise verformen

Auch große Polycarbonat-Folienformate können nun im "High-Pressure-Forming" (HPF)-Verfahren verarbeitet werden. Bayer Material Science und der Niebling-Junio Kunststoffverarbeitung - Werkzeugbau e.K. haben gemeinsam eine Anlage entwickelt, die Polycarbonat-Folien im Format von 500 mal 1000 Millimeter präzise verformen kann. Bisher habe sich das Verfahren nur für Folien bis etwa zur Größe DIN A3 geeignet, erklärt das Chemieunternehmen.

Beim High-Pressure-Forming wird die Folie mit Druckluft (20 bis 150 bar) verformt. Das Verfahren komme vor allem zum Einsatz, um Polycarbonat-Folien schonend so zu verformen, dass aufgedruckte Symbole und Zeichen exakt positioniert sind, so das Unternehmen. Dies gelinge bei anderen Technologien wie beispielsweise dem Thermoform-Verfahren nicht. Besonders bei der Verarbeitung mattierter und texturierter Folien habe die Hochdruckverformung Vorteile: Durch die geringe thermische Belastung bei dem High-Pressure-Forming ändere sich der Glanzgrad der Folien nicht und Texturierung und Mattigkeit bleiben erhalten. Typische HPF-Bauteile sind Anzeigenelemente wie Heizungslüftungsblenden, 3D-Tachometer und -Zifferblätter. "Nun können auch großflächige 3D-Komponenten wie Karosserieteile, Mittelkonsolen und Zierleisten als einteilige Bauteillösungen ausgehend von HPF-verformten Polycarbonat-Folien gefertigt werden", erklärt Dirk Pophusen, Leiter Business Development im Bereich funktionale Folien bei Bayer MaterialScience.

Welche Möglichkeiten die neue Anlagentechnik bei der Bauteilgestaltung eröffnet, zeigt der Prototyp einer großen, einteiligen Mittelkonsole, den Bayer Material Science mit der Niebling-Junior Kunststoffverarbeitung - Werkzeugbau e.K. und dem Kölner Designstudio Proof Design and Innovation Management entwickelt hat. Das Bauteil besteht aus der verformbaren Hardcoat-Folie Makrofol HF, die mit einem sogenannten "Dual-Cure-Lack" beschichtet und weiß hinterdruckt ist. Der "Dual-Cure-Lack" wird erst nach dem Verformen endgültig mit dem Licht handelsüblicher UV-Lampen ausgehärtet. Er ergibt chemikalienbeständige, kratzfeste Oberflächen mit Tiefenglanz (Klavierlackeffekt). Ein Teilbereich der Folie ist zusätzlich mit einem Mattlack versehen, der ebenfalls als "Dual-Cure"-System auf Basis von Polyurethan (PUR)-Lackrohstoffen ausgelegt ist. Die matten und hochglänzenden Oberflächenbereiche härten nach dem HPF-Verformen in einem Prozessschritt mit UV-Licht zusammen aus. Dabei bilden die Lacke ein dreidimensionales Molekülnetzwerk, das für die exzellente Chemikalienresistenz der Folie verantwortlich ist. "Das Bauteil ist daher beispielsweise gegen typische Bestandteile von Sonnencremes und -lotions beständig, die für viele andere Autoinnenraumlacke ein Problem sind", erläutert Roland Künzel, Leiter des Folientechnikums im Bereich funktionale Folien.

In die Mittelkonsole ist ein zentrales Bedienelement mit vier kapazitiven Schaltflächen integriert. Die kapazitiven Schalter werden vor dem Verformen im Siebdruckverfahren zusammen mit dem Dekordruck auf die Folienrückseite gedruckt. Die Schaltflächen geben bei Betätigung eine taktile Rückmeldung. Dieser Effekt wird mit einer sogenannten EAP-Folie (elektroaktives Polymer) erzielt, die leichte Vibrationen auf der Folienoberseite erzeugt. Die Fingerkuppe des Bedieners bekommt so das Gefühl vermittelt, einen echten Schalter gedrückt zu haben.

Die Mittelkonsole ist zudem mit Anzeigesymbolen in Durchlichttechnik ausgestattet. Die Transluzenz der weiß hinterdruckten Folie ist so eingestellt, dass die Konturen der Symbole im Gegensatz zu konventionellen Hinterleuchtungstechniken nicht zu erkennen sind, wenn die Anzeigen ausgeschaltet sind ("White Panel Technology").

Als Lichtquellen für den Durchlichteffekt können LED, gedruckte flächige Elektrolumineszenzsysteme oder Glühbirnchen verwendet werden. Denkbar ist aber auch der Einsatz von flexiblen polymeren organischen Leuchtdioden, so genannten P-OLED, an deren Entwicklung das Unternehmen aus Leverkuseb zusammen mit Partnern arbeitet. Die P-OLED könnten ebenfalls per Siebdruck auf die Folienrückseite aufgebracht und mit verformt werden.

Als weiteres Element ist in die Mittelkonsole ein LCD (Flüssigkristall)-Display integriert, das je zur Hälfte mit einer herkömmlichen und der neuen Lichtdiffusorfolie Makrofol TP 292 ausgestattet ist. Diffusorfolien haben die Aufgabe, das Licht aus der Backlight-Unit des Displays in diffuses, sehr gleichmäßig und flächig leuchtendes Licht umzuwandeln und ohne Verluste an die LCD-Einheit weiterzuleiten. Messungen an dem LCD-Display haben nach Angaben des Unternehmens ergeben, dass die neue Folie im Vergleich zu den meisten gängigen Diffusorfolien eine rund zehn Prozent höhere Helligkeit erzeugt.
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