Solid Surfaces mit RIM-Verfahren herstellen – Arfinio macht's möglich

Unmöglich ist etwas nur, solange man es nicht versucht. Covestro hat es versucht – und es geschafft. Das Unternehmen hat die neue Fertigungstechnologie Arfinio, die das Reaktionsspritzguss-Verfahren für aliphatische Polyurethane nutzbar macht, entwickelt. Für die Herstellung von Solid Surfaces bedeutet das einen Durchbruch. Joan Miquel Garcia Martinez erläutert im Interview, warum das bisher als undenkbar galt und warum es jetzt doch funktioniert.

Herr Garcia Martinez, bitte erläutern Sie kurz, worin der Durchbruch in dieser Forschung bestand.

Joan Miquel Garcia Martinez: Arfinio® ist ein neuer bahnbrechender Werkstoff und eine neue Herstellungstechnologie: ein steinähnliches Material mit fester Oberfläche, das aus einer Kombination einzigartiger Mineralien und aliphatischer Polyurethan-Polymere (ALI PUR) besteht und im Reaktionsspritzgussverfahren (RIM) hergestellt wird. Arfinio® ist leicht und dennoch sehr widerstandsfähig (mit allen Vorteilen der PUR-Chemie, wie z. B. Lichtechtheit), reparaturfähig und recycelbar. Arfinio® ist das erste leichtgewichtige Material seiner Art, das erste Material seiner Art, das mit ALI-PUR-Polymeren hergestellt wird, und das erste, bei dem ALI-PUR im RIM-Verfahren verarbeitet wird.

Warum wurde das RIM-Verfahren bei ALI PUR bisher als unmöglich angesehen?

Garcia Martinez: RIM wird seit Jahrzehnten mit aromatischen Polyurethanen (ARO PUR) eingesetzt, die eine viel schnellere Reaktionszeit als ALI PUR haben. Die geringere Reaktivität von ALI PUR führt zu schwerwiegenden Problemen mit Oberflächendefekten, die auf das Schrumpfen des Materials während der Reaktion zurückzuführen sind.

Jahrzehntelang haben verschiedene Unternehmen – darunter auch Covestro – erfolglos versucht, einen Weg zu finden, ALI PUR mit RIM zu verarbeiten, so dass die Industrie davon ausging, dass es unmöglich sei, beide zu kombinieren. Dank unserer Partnerschaft mit Arcesso Dynamics ist es uns nun gelungen, einen Weg zu finden, RIM mit einem ALI-PUR-System ohne Oberflächenfehler zu verwenden. Es handelt sich um ein modifiziertes Verfahren, das auch eine schnellere Zykluszeit (Entformung) ermöglicht.

Wie haben Sie diese Herausforderung gemeistert?

Garcia Martinez: Die größte Herausforderung war jedoch, dass wir alles vergessen mussten, was wir bisher über RIM wussten, und die Technologie völlig neu entdecken mussten.

Wir hatten eine Reihe von Herausforderungen und einen Werkzeugkasten mit Technologien, und wir stellten jede einzelne Überzeugung in Frage, um herauszufinden, was an der Technologie relevant war und was anders sein musste. An einem bestimmten Punkt haben wir verstanden, was in der Form vor sich ging, wie und warum, und wir haben das Konzept entwickelt. Dann begannen wir, mit allen relevanten Elementen zu spielen, nicht nur mit der Formulierung, um den Prozess weiter zu beherrschen und zu kontrollieren.

Eine zusätzliche Herausforderung bestand darin, dass die derzeitige Arbeitsweise mit ARO-PUR berücksichtigt, dass Oberflächenfehler beim Lackieren verputzt und versteckt werden können. In unserem Fall, der Herstellung eines Monomaterials, brauchten wir perfekte Stücke. Das hat auch unseren Ehrgeiz geweckt, die Kontrolle über den Prozess auf ein noch nie dagewesenes Niveau zu bringen.

Was macht das Arfinio®-Material so besonders?

Garcia Martinez: Die Leichtigkeit habe ich bereits erwähnt. Das ist eine wichtige Eigenschaft, denn die Reduzierung der für die Herstellung eines Stücks verwendeten Materialmenge ist der effektivste Weg, um den ökologischen Fußabdruck zu verringern. Das bedeutet nicht, dass Arfinio® ein schwaches Material ist – ganz im Gegenteil. Es verfügt über eine sehr hohe chemische und mechanische Beständigkeit, einschließlich Abrieb- und Stoßfestigkeit, die in direktem Zusammenhang mit seiner Haltbarkeit stehen.

Darüber hinaus kann Arfinio® am Ende seiner Lebensdauer durch Mahlen repariert und recycelt werden und als Ersatz für mineralische Füllstoffe in Rezepturen eingesetzt werden. Die anderen besonderen Eigenschaften hängen von der jeweiligen Anwendung ab. So ist zum Beispiel die Rutschfestigkeit von Arfinio® in Duschplatten oder Badewannen von Bedeutung, ebenso wie die gute Isolierfähigkeit, die wir dank der Doppelstruktur erreichen können. Arfinio®-Teile haben zwei unterschiedliche Dichten: Sie bestehen aus einem leichten Kern und einer zwei Millimeter dicken porenfreien Haut, die beide in einem Arbeitsgang aus demselben Material hergestellt werden.

Was macht das neue Material möglich, was vorher nicht möglich war?

Garcia Martinez: Wir glauben, dass Arfinio® Möglichkeiten eröffnet, Designs zu industrialisieren, die bisher zu komplex waren, um sie in Serie zu produzieren. Einer der Vorteile der Arfinio®-Technologie besteht darin, dass jedes Detail, das zu einem Design hinzugefügt wird, einfach bei der Konstruktion der Form berücksichtigt wird, so dass die Komplexität eines Teils keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte erfordert oder zu längeren Vorlaufzeiten bei der Produktion führt.

Das Material kann auch in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein geringes Gewicht sehr wichtig ist. Es eignet sich auch für Anwendungen, bei denen ein wirklich nahtloses Teil benötigt wird, um strukturelle Schwächen zu vermeiden: Bislang haben die meisten Teile Fugen, die die Struktur schwächen, auch wenn sie nicht sichtbar sind.

Wie sehen Sie das zukünftige Potenzial für feste Oberflächen durch Arfinio®?

Garcia Martinez: Ich glaube, dass diese Art von festen Oberflächen in Zukunft häufiger in Anwendungen zum Einsatz kommen wird, in denen sie heute noch nicht verwendet werden, und dass ihre Präsenz in einigen bestehenden Anwendungen zunehmen wird. Arfinio® ermöglicht es Designern, Architekten und Marken, Anwendungen und Designs anzustreben, die bisher nicht möglich waren.

Ein Beispiel: Im Bereich der Mobilität geht der Trend dahin, dass Fahrzeuge zu einer Erweiterung unseres Wohnzimmers werden, aber es wird wichtig sein, das Gewicht zu minimieren, um den Energieverbrauch zu senken. Ich gehe davon aus, dass Arfinio® und andere intelligente, nachhaltige Materialien Teil dieser 'Wohnzimmer auf Rädern' sein werden. Und ich bin mir ziemlich sicher, dass Sie in naher Zukunft von den neuen Anwendungen für feste Oberflächen überrascht sein werden, die wir mit Arfinio® entwickeln!