Bei dem Spritzgussverfahren werden Werkstoffe wie Kunststoff genutzt, um eine Vielfalt an Produkten herzustellen. Das Material hat in unserer Gesellschaft in puncto Umweltbelastung allerdings einen immer schlechter werdenden Ruf. Dabei kann es sich aufgrund der positiven Eigenschaften des Kunststoffs lohnen, ihn weiterzunutzen, solange daran gearbeitet wird, das Material und seine Produktion umweltfreundlicher zu gestalten.
Wie arbeiten Hersteller im Spritzgussverfahren derzeit an der Nachhaltigkeit ihrer Technik?
Was ist das Spritzgussverfahren?
Der Spritzguss fasst eine Reihe an Verfahren zusammen, die zu der Herstellung von Kunststoffteilen angewandt werden. Je nach verwendeten Materialien unterscheiden sich die Techniken.
Spritzgussmaschinen können ganze Hallen oder ein kompaktes Format einnehmen. Die babyplast ist z. B. seit 1990 die kleinste vollwertige Serien-Spritzgießmaschine der Welt. Die Spritzgussmaschinen können zur Einzelfertigung genutzt werden oder im 24-Stunden-Takt 7 Tage die Woche Massenprodukte herstellen und sich so genau an den Bedarf verschiedenster Industrien anpassen.
In der Regel wird dabei einen Kunststoff genutzt, der mit verschiedenen Methoden verflüssigt und in eine Form gepresst wird, die man für das Endprodukt benötigt. Ist der Kunststoff ausgehärtet, behält er seine Form und das Ergebnis kann verwendet oder weiterverarbeitet werden.
Spritzguss-Techniken & Materialien
Es wird – je nach verwendeten Materialien – meist zwischen dem thermoplastischen und duroplastischem Spritzgießen unterschieden:
- Thermoplastischer Spritzguss | Die hier verwendeten Kunststoffe sind thermoplastisch. Das heißt, das Kunststoffgranulat kann unter Hitze verflüssigt werden. Danach wird es in die Form gepresst und härtet durch die Abkühlung aus. Da dabei Volumen verloren geht, presst die Spritzgussmaschine hier mit niedrigerem Druck Material nach, um die Form auszufüllen.
- Duroplastischer Spritzguss | Bei dem Duroplast-Spritzguss verhält sich das verwendete Material genau andersherum. Der hier genutzte Kunststoff härtet unter Hitzeeinwirkung aus. Der Gießprozess für die Form wird stattdessen bei niedrigen Temperaturen durchgeführt. Nach der Aushärtung ist ein erneutes Einschmelzen nicht mehr möglich. Das Material kann jedoch recycelt werden.
Daneben existieren Techniken wie der Elastomer-Spritzguss. Auch bei ihm wird Hitze genutzt, um das Material auszuhärten. Allerdings gibt es auch thermoplastische Elastomere.
Nicht nur Kunststoff kann im Spritzgussverfahren verwendet werden. Spritzgussmaschinen sind mitunter ebenfalls in der Lage, Silikon, Metall, Keramik und Biopolymere zu verarbeiten.
Warum ist das Spritzgussverfahren noch immer relevant?
Die kostengünstige Herstellung, die vorteilhaften Eigenschaften von Kunststoff und die Möglichkeit, in kurzer Zeit große Mengen an Produkten durch Spritzguss herzustellen, sind Pluspunkte für die Technik, weshalb sich ihr Gebrauch so stark verbreitet hat.
Kunststoff ist:
- robust
- korrosionsbeständig
- leicht
- günstig
- recyclebar
Das Material kann zudem individuell und zu einteiligen Bauteilen geformt werden. In Autos profitiert man so von einer besonders hohen Widerstandskraft und Sicherheit durch Plastikbauteile wie Cockpits.
Ausgerechnet die Langlebigkeit des Materials, die in vielen Bereichen Vorteile bringt, führt zu einer Belastung der Umwelt. Das bedeutet aber nicht, dass der Spritzguss deshalb komplett abgeschafft werden muss, um die Natur zu schützen. Da der Herstellungsprozess aufgrund seiner vielen Vorteile nicht mehr aus der Moderne wegzudenken ist, arbeitet die Industrie stattdessen daran, nachhaltiger zu handeln.
Dazu gehören Strategien, wie:
● Alternative Lösungen für Plastikprodukte
In vielen Bereichen sind Plastikprodukte tatsächlich die beste Lösung. In Krankenhausbetrieben wird die Sterilität von Werkzeugen gewährleistet, indem sie nach der Reinigung in Plastikverpackungen gepackt werden. Infektionen und Co. können so nachhaltig minimiert werden.
In anderen Bereichen sind die Kunststoffelemente allerdings überflüssig. Geschäfte wie die „Unverpackt“-Ladenkette zeigen auf, dass man Nahrungsmittel wie Nudeln oder Paprika nicht unbedingt in Plastikbeuteln abgepackt kaufen muss. Ähnliche Ansätze findet man in dem Reduzieren von Wegwerfprodukten wie Strohhalmen und Einkaufstüten aus Kunststoff.
● Kompostierbarer Kunststoff
Hersteller wie LEGO, die ihren Erfolg auf Kunststoff-Bausteinen aufgebaut haben, suchen aktuell nach neuen Kunststoffen und kunststoffähnlichen Materialien, die im Vergleich zu regulärem Plastik abbaubar sind und die Natur daher weniger belasten.
● Präzisere & schnellere Prozesse
Indem Herstellungsprozesse optimiert werden, kann eine überflüssige Verschwendung von Kunststoff eliminieren werden. Das Einführen von fehlerfreien Abläufen wird stark durch den Einsatz intelligenter digitaler Technologien unterstützt.
Aufgrund der mechanischen Eigenschaften der Endprodukte hat der Spritzguss der Konkurrenz neuer Technologien wie dem 3D-Druck standgehalten. Allerdings beginnen viele Firmen, die beiden Techniken miteinander zu verbinden. Der 3D-Druck eignet sich etwa, um Formen oder Prototypen zu erstellen und so direkt Fehlerquellen zu finden und zu eliminieren.
● Ressourcenschonende Herstellungsweisen
Die Industrie sucht unerlässlich nach nachhaltigen Maschinen und Produktionstechniken, die auch mit Ressourcen wie Strom weniger verschwenderisch umgehen.
Die babyplast ist dank ihrer geringen Größe z. B. in ihrer eigenen Herstellung bereits besonders ressourcensparend und energieeffizient.
Nicht nur durch das Untersuchen neuer Materialien schafft die Industrie mehr Nachhaltigkeit. Sie versucht an jedem Ende zu umweltschonenderen Abläufen zu gelangen.
Fazit
Im Spritzgussverfahren profitiert man davon, durch das Verflüssigen und Aushärten von Materialien wie Kunststoff einteilige Kunststoffelemente in verschiedensten Formen produzieren zu können. Die Herstellungsweise ist vergleichsweise günstig, extrem vielfältig, und führt zu langlebigen, korrosionsbeständigen, leichten und robusten Bauteilen für verschiedenste Industrien.
Durch die lange Lebensdauer von Plastik entsteht allerdings auch eine Umweltbelastung, da das Material nicht kompostiert. Daher versuchen Regierungen und die Industrie den Gebrauch von Kunststoffen dort zu reduzieren, wo es möglich ist. An anderen Stellen ist die Anwendung von Plastikteilen aber die beste Lösung. In diesem Fall können sich die Hersteller die Forschung nach alternativen, abbaubaren Kunststoffen, das Ausnutzen von Optimierungsprozessen mit digitalen Technologien und die Suche nach nachhaltigeren Produktionsabläufen zunutze machen, um die Umweltbelastung zu reduzieren.
