Das Sandwich-Spritzgießen (Coinjection) wird den Sonderverfahren des Mehrkomponentenspritzgießens zugeordnet. Bedingt durch den Herstellungsprozess weisen die entstehenden Formteile eine äußere Hautkomponente auf, die einen innenliegenden Kernwerkstoff umschließt. Diese Haut-Kern-Struktur manifestiert sich beim Einspritzen in die formgebenden Werkzeugkavitäten durch das Zusammenspiel des Quellflusses, der Wandhaftung thermoplastischer Polymerwerkstoffe und der divergierenden Wärmeleitkoeffizienten von Metallen und Polymeren. In Verbindung mit einem sequenziellen Füllprozess erlauben diese Eigenschaften und Phänomene, das Formteilinnere vollständig mit dem Oberflächenmaterial (Hautkomponente) zu umschließen.

Der Vortrag bietet unter anderem einen kompakten Überblick über die Entwicklung der Verfahrens- und Anlagentechnik, die das Fertigen von Multimaterial-Formteilen ermöglicht.

Gegenwärtig gelten die Recycling- und Re-Use-Fähigkeiten von Kunststoff-Formteilen als Maßstab für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffverarbeitung. Damit rücken auch die Suche nach Möglichkeiten zur Trennung mechanischer Verbindungen unterschiedlicher polymerer Werkstoffe und die erneute Nutzung von Altkunststoffen in neuen Formteilen in den Mittelpunkt wirtschaftlicher Interessen.

Die Nutzung dieses Verfahrens im industriellen Maßstab hat sich in den letzten Jahren verstärkt, da die Steuerungstechnik der Spritzgießmaschinen weiterentwickelt wurde und es Fortschritte bei der Strömungs- und thermischen Simulation von Polymerschmelzen gab. Dennoch bleibt dieses Verfahren gegenüber anderen Sondertechnologien des Thermoplast-Spritzgießens, beispielsweise dem sogenannten Overmolding-Verfahren, bisher auf wenige Anwendungen beschränkt. Mögliche Ursachen dafür werden genannt und analysiert, um Ansatzpunkte für eine Steigerung der Anwendungen aufzuzeigen.

Ein wichtiger Aspekt, um eine breitere Nutzung des Sandwich-Spritzgießens zu erreichen, ist die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks hergestellter Kunststoff-Formteile durch eine effiziente Steigerung des Rezyklatanteils (z. B. als Kernkomponente). Insbesondere hier bringt das Sandwich-Spritzgießen besondere Vorteile, da es eine deutliche Reduzierung des Verbrauchs von Neumaterialien ermöglicht, ohne dass gravierende Einbußen beim Bauteildesign (Farbe, Oberflächenqualität) hinzunehmen sind.

Für die weitere Etablierung des Verfahrens können außerdem kosteneffiziente Anlagen oder Systemlösungen beitragen, die eine robuste und einfache Rückführung von anfallenden industriellen Kunststoffabfällen mit definiertem Verunreinigungsgrad erlauben. Diese Problemstellungen sind in FuE-Vorhaben wie dem von der SAB geförderten InnoTeam „RezyCo“ bereits Forschungsgegenstand. Das Verbundvorhaben soll zudem dazu beitragen, das nötige Wissen, kosteneffiziente hardwaregestützte Erweiterungsmodule für klassische Anlagen sowie praxisnahe Richtlinien zu entwickeln und damit eine erweiterte Nutzung der Coinjection zu begünstigen.

Im Rahmen des Vortrags werden abschließend praxisorientierte Anwendungsbeispiele und die Grenzen der Technologie anhand bereits realisierter Sandwich-Formteilentwicklungen und entsprechender Produktionserfahrungen präsentiert. Darüber hinaus werden die aktuell relevanten Herausforderungen thematisiert, wie beispielsweise die Sicherstellung qualitativ hochwertiger Rezyklate zu geringeren Kosten im Vergleich zu Neumaterialien. Lösungsansätze für diese Problemstellung sind jedoch nicht Bestandteil des Vortrages.