Thermoplastisch schuimgieten bespaart inherent materiaal. En het wordt nog beter: hoe zit het met het gebruik van post-consumer recyclaat in plaats van nieuw materiaal in het proces om de CO2-voetafdruk nog verder te verkleinen? In samenwerking met de Schmalkalden Hogeschool heeft KraussMaffei deze vraag onderzocht, met bijzondere aandacht voor wat dit betekent voor de mechanische componenteigenschappen.
Analyses van KraussMaffei en de Schmalkalden University of Applied Sciences laten de effecten zien die ontstaan wanneer thermoplastisch schuimgieten, met name het MuCell-proces, wordt gecombineerd met het gebruik van post-consumer recyclaat (PCR).
De proefopstelling combineerde eisen van de hoogste moeilijkheidsgraad, omdat het geschuimde onderdeel tot 12% minder moest wegen dan het compacte en uit 100% gerecyclede korrels moest bestaan. Dit komt uit verwerkt post-consumer afval (PCR) en is daarom aanzienlijk meer vervuild en minder homogeen in termen van materiaaleigenschappen dan enkelvoudige recyclaten uit industrieel afval (PIR).
Kloppen de negatieve invloeden?
Gerecycled materiaal uit post-consumptieafval heeft vaak een stressvol herverwerkingsproces ondergaan waarbij het in een extruder werd gesmolten; daarbij wordt de kunststof altijd negatief beïnvloed door schuifkrachten en thermische spanningen. Voor het gebruik van dergelijk gerecycled materiaal in het MuCell-proces was het daarom nodig inzichtelijk te hebben of de twee effecten optellen. Bovendien moesten in samenwerking met een industriële partner de elektrische eigenschappen worden geanalyseerd.
Bepaling van trekeigenschappen, buigsterkte en slagsterkte
Alle drie de analyses (trekeigenschappen, buigeigenschappen en slagsterkte) toonden aan dat het MuCell-proces post-consumer recyclaten niet méér beïnvloedt dan nieuw materiaal. De oorspronkelijke vrees dat beide factoren zich mogelijk zouden cumuleren en dat de mechanische eigenschappen daardoor exponentieel zouden verslechteren, is niet bevestigd.
Wat ook geen effect had, was het laden van de smelt met 50% meer drijfgas dan nodig was. Hier wilden we tot het uiterste gaan, maar ook hier werd het procesvenster niet door beperkt. Dit betekent dat er geen sprake is van een te grote daling van de mechanische eigenschappen, noch van een beperking van de procesbeheersing.
Studie van de elektrische eigenschappen
Zoals eerder uitgelegd, werden ook de elektrische eigenschappen van de proefstukken onderzocht – in de vorm van kruipweerstand en oppervlakteweerstand. Er kon geen verschil worden aangetoond tussen nieuw of gerecycled materiaal en compacte en geschuimde componenten.
Conclusie
Wat is de bottom line voor de combinatie van het MuCell-proces en post-consumer recyclaat? Zoals altijd beslist de toepassing. Omdat de mechanische eigenschappen van PCR-compounds doorgaans slechter zijn, zijn de sterktespecificaties van de klant het belangrijkste criterium voor het betreffende project. Samen met schuimgeschikt artikelontwerp zijn er zeker mogelijkheden om recyclaten gericht en verstandig in te zetten bij het fysieke schuimgieten om zo de CO2-voetafdruk van componenten dubbel te verkleinen. KraussMaffei kan u hier deskundig adviseren over welke weg voor u en uw wensen het meest zinvol is.
Meer informatie over dit onderzoek is te vinden op de website van KraussMaffei.