Fertigungssystem zur Verarbeitung von hochgefüllten Kunststoffcompounds zur Herstellung von Bipolarplatten für Brennstoffzellenstacks

Das neuartige Fertigungssystem zur Verarbeitung von hochgefüllten Kunststoffcompounds wird zur Herstellung von Bipolarplatten für Brennstoffzellenstaks eingesetzt. Derzeit verfügbare Fertigungsanlagen sind nicht im Stande die extrem hochgefüllten Matrixwerkstoffe, wie beispielsweise Polyphthalamide (PPA) bzw. Polypropylensulfid (PPS) mit kohlenstoffbasierenden Füllstoffen (z.B. Graphit oder Ruß) mit einem Füllgrad von bis zu 80% Gew., zu verarbeiten. Im Rahmen des Projektes soll ein neues Fertigungssystem zur Herstellung von Bipolarplatten auf Basis von hochgefüllten Kunststoffcompounds unter Nutzung der Spritzgießtechnologie realisiert werden. Dafür ist ein neu zu konfigurierendes Maschinenkonzept erforderlich, welches sich durch die nachfolgenden Systemspezifikationen kennzeichnet und damit vom aktuellen Stand der Technik abhebt: Zur Realisierung der erforderlichen Bauteileigenschaften wird eine vergleichsweise hohe Schließkraft bei sehr kleinen Schussvolumina benötigt. Weiterhin müssen die zur Verarbeitung und Herstellung von Bipolarplatten erforderlichen Matrixsysteme perspektivisch höheren Verarbeitungs- und Prozesstemperaturen entsprechen, um die geforderten Einsatzfelder abdecken zu können. Die hierzu in Fragen kommenden Polymere sind in erster Linie PPA und PPS-Compounds, die ein sehr enges Prozessfenster aufweisen und somit keiner Verweildauer in der Zylinder-Schneckeneinheit unterzogen werden dürfen. Eine Spritz-Präge-Funktion ist erforderlich, um über ein Tauchkantenwerkzeug in eine teilgeöffnete Werkzeugkavität das erforderliche Bauteilvolumen ohne große Fließwiederstände einspritzen zu können. Hierbei soll vorzugsweise ein Filmanguss Anwendung finden, um bereits bei der Formfüllung eine homogene Schmelzeverteilung zu erreichen. Mit dem sich anschließenden Prägehub erfolgt die finale Ausformung und die dazu erforderliche Verdichtung der Plattenstruktur.