SMC-Heißpressen (SMCHP)

Das Sheet Molding Compound (SMC)-Heißpressverfahren ist ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Faserverbundkunststoffen. Dabei werden vorgemischte Pressmassen aus Kunststoffharz und Fasern unter Druck zu Bauteilen verarbeitet, die sich durch eine hervorragende Kombination aus mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualität auszeichnen. Das Verfahren eignet sich besonders für die Fertigung großer, dünnwandiger Bauteile und ermöglicht vielseitige Anwendungsmöglichkeiten im Leichtbau.

Der Prozess des SMC-Heißpressens

Das SMC-Heißpressverfahren basiert auf der Verwendung von SMC-Halbzeug, welches aus einem Gemisch von Kunststoffharz, Fasermaterialien, Füllstoffen und Härtern besteht. In einem ersten Verarbeitungsschritt wird das SMC-Halbzeug in ein vorgeheiztes, zweiteiliges Werkzeug eingelegt. Dort wird das Material unter Druck gepresst und unter Wärmeeinwirkung ausgehärtet, wodurch das fertige Bauteil entsteht.

Im Rahmen des Prozesses können auch Einlegeteile wie Gewindebuchsen direkt in das Werkzeug eingebracht und in die Bauteile integriert werden. Dies sorgt für eine hohe Funktionsintegration und ermöglicht eine präzise Herstellung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und Einbauelementen. Nach der Aushärtung werden die Bauteile entformt und können durch CNC-Bearbeitung oder Lackieren weiter veredelt werden.
 

Materialien und Einsatzbereiche

Faserverstärkte Kunststoffe, die im SMC-Heißpressverfahren hergestellt werden, bieten zahlreiche Vorteile für den Leichtbau. Sie kombinieren eine hochwertige Oberflächenqualität mit erstklassigen mechanischen Eigenschaften und eignen sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Automobilbau, Schienenfahrzeugbau, Bootsbau, Flugzeugbau, Elektrotechnik und Sportartikelbereich. Besonders glasfaserverstärkte Duroplaste spielen in diesen Bereichen eine wichtige Rolle.

Ein großer Vorteil von SMC ist die Vielfalt der möglichen Matrixharze und Faserverstärkungen sowie die variable Rezeptur seiner übrigen Bestandteile. Das Grundgemisch kann je nach Anforderungsprofil durch Zuschlagstoffe wie flammwidrige Zusätze oder Polymere ergänzt werden. Beispielsweise wird Aluminiumhydroxid beigemischt, um die hohen Brandschutznormen im Schienenverkehr zu erfüllen. Durch die Beimischung von Polymer- oder Cellulosefasern kann die Schlagzähigkeit der Bauteile erhöht werden.

Ein weiterer Vorteil von SMC-Bauteilen ist der thermische Ausdehnungskoeffizient, der ähnlich wie bei Aluminium oder Stahlblech ist. Dies erleichtert die Kombination von SMC-Bauteilen mit Stahlkonstruktionen, ohne dass Probleme mit Spaltmaßen auftreten. Aufgrund dieser Materialeigenschaften sind SMC-Bauteile eine hervorragende Alternative zu Thermoplasten.
 

Vorteile und Eigenschaften des SMC-Heißpressens

Das SMC-Heißpressen bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die den Einsatz dieser Technologie im Leichtbau besonders attraktiv machen. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:

• Leichtbau: SMC-Bauteile zeichnen sich durch ein geringes spezifisches Gewicht aus, was sie ideal für den Einsatz in Fahrzeugen und anderen Anwendungen macht, bei denen Gewichtsreduktion im Fokus steht.
• Hochwertige Oberflächenqualität: Die fertigen Bauteile haben eine glatte Oberfläche, die je nach Anforderung nachbearbeitet werden kann.
• Hohe mechanische Festigkeit: SMC bietet hohe Festigkeit und Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht.
• Hohe Wärmeformbarkeit von ca. 130°C
• Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit: SMC-Bauteile sind unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen, Chemikalien und hohen Temperaturen, was sie vielseitig einsetzbar macht.
• Vielfältige Formgebungsmöglichkeiten: Wandstärkenunterschiede, Rippen, Nocken und Aussparungen sind mit dem Heißpressverfahren einfach realisierbar. Befestigungselemente wie Gewindebuchsen können direkt eingebracht werden.
• Wirtschaftlichkeit: Das SMC-Heißpressverfahren bietet relativ kurze Verarbeitungszeiten mit Presszyklen von wenigen Minuten. Es ist eine kosteneffiziente Lösung für mittlere Seriengrößen, mit einem Stückzahlbereich von 1.000 bis zu 80.000 Stück pro Jahr.

Vielfältige Formgebungsmöglichkeiten

Im Gegensatz zu flächigen Ausgangsmaterialien wie Blech oder Kunststoffplatten ermöglicht das SMC-Heißpressen eine flexible Anpassung der Formgebung an die technischen und gestalterischen Anforderungen. Wandstärkenunterschiede, Rippen, Nocken und Aussparungen lassen sich presstechnisch einfach umsetzen. Befestigungselemente wie Gewindebuchsen können problemlos integriert werden, und Wandstärken ab etwa 2,5 Millimeter sind realisierbar.

Die Konstrukteure und Designer haben somit mit SMC vielfältige Möglichkeiten, mit geringem Materialeinsatz Teile zu gestalten, die technisch hochwertig, wirtschaftlich herstellbar und formschön sind.