Fortsatt utveckling inom fysisk skumning med Ku-Fizz och MuCell

Fysisk skumning av plastmaterialet vid formsprutning resulterar i lättare plastprodukter. Tekniken har funnits länge men hetast just nu är Ku-Fizz.

Vid fysisk skumning tillförs normalt en gas, vanligtvis kvävgas eller koldioxid, till smältan i insprutningsenheten på formsprutningsmaskin. Eftersom trycket på plastsmältan är mycket högt i insprutningsenheten kan gasen inte expandera.

Expansion av gasen, och därmed bildandet av en cellstruktur i plasten, sker då den gasfyllda plastsmältan når formrummen i formverktyget och trycket på smältan minskar.

Provkörning med Ku-Fizz. Martin Wiedesheim, Polymertekniska Institutet, och Lars Jerpdal, Scania, analyserar resultatet.

Den mest kända tekniken – MuCell

Fysisk skumning av formsprutade plastprodukter har använts under ganska lång tid inom fordonsbranschen. Redan på 1960-talet utvecklade Union Carbide Corporation, USA, en teknik för fysisk skumning av termoplaster.

Den mest kända tekniken, som fortfarande används i stor omfattning, är dock MuCell. Denna teknik utvecklades på 1980-talet av Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, och kommersialiserades av Trexcel, USA.

Solitt ytskikt och kärna med cellstruktur

Vid användning av MuCell sprutas en gas i flytande (superkritiskt) tillstånd in i insprutningsenheten på formsprutningsmaskin och blandas med plastsmältan.

När den gasfyllda plastsmältan därefter sprutas in i formrummen i formverktyget stelnar den direkt på formväggarna. Kärnan förblir dock i smält tillstånd tillräckligt länge för att gasen ska hinna expandera och skapa en cellstruktur.

Detta innebär att produkter tillverkade med MuCell har en sandwichstruktur med solida ytskikt och en kärna med cellstruktur.

Provplattor formsprutade med Ku-Fizz.

Ku-Fizz – ett billigare alternativ

Det finns många fördelar med fysisk skumning av plasten vid formsprutning. Det finns därmed mycket som talar för en ökad användning av denna teknik. Tyvärr finns det dock även några nackdelar.

Den största nackdelen är att den extrautrustning som krävs för att använda tekniken är dyr.

För att minska kostnaden för fysisk skumning vid formsprutning har Volkswagen därför utvecklat och patenterat en egen teknik vid namn Ku-Fizz. Denna teknik skiljer sig från MuCell genom att gasen tillförs plasten via ett speciellt system i materialtratten.

Bättre mekaniska egenskaper

Gasen tillförs alltså inte direkt till plastsmältan utan diffunderar in i granulat och smälta i materialtratten och början av insprutningsenheten.

Eftersom gasen inte behöver tillsättas under högt tryck blir extrautrustningen för Ku-Fizz processen billigare än extrautrustningen för MuCell.

Studier har visat att man kan erhålla samma materialegenskaper med Ku-Fizz som med MuCell. Vanligtvis ger dock Ku-Fizz processen något tjockare ytskikt på produkterna och därmed något sämre viktbesparing, men i gengäld något bättre mekaniska egenskaper.

Text och foto: Anders Sjögren

Fördelar med fysisk skumning av plastmaterialet vid formsprutning

• Viktbesparing
• Materialbesparing
• Förbättrad formstabilitet
• Mindre risk för krymp och skevning
• Kortare cykeltid vid tillverkning
• Lägre låskraftsbehov vilket leder till energibesparing