Strukturschaum erklärt: Zusammensetzung, Festigkeit & Anwendungen

Strukturschaum bezeichnet eine breite Palette von Materialien mit mikrozellulärer Struktur. Diese hoch formbaren Materialien entstehen durch ein einzigartiges Schäumverfahren und werden als fest, langlebig und extrem leicht klassifiziert. Strukturschäume sind keine festen Materialien, sondern bestehen aus einem waben- oder schaumartigen inneren Kern, der von einer festen äußeren Kruste oder Schicht umgeben ist – ähnlich der Struktur von altbackenem Brot oder Schweizer Käse.

Woraus besteht Strukturschaum?

Strukturschäume finden sich in vielen Materialien, die einen zellulären Kern und eine starre Haut ausbilden können. Bei Kunststoffen gibt es zwei Typen: Duroplaste und Thermoplaste. Thermoplaste wie Nylon, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polypropylen (PP) werden klassisch durch Aufschäumen einer verflüssigten Masse mit Inertgas im Spritzgussprozess hergestellt. Duroplaste wie Polyurethane entstehen durch chemische Reaktion von Polyolen und Diisocyanaten. Duroplastische Polyurethane können durch Zugabe von Treibmitteln im Reaction Injection Molding (RIM) von fest zu Schaum überführt werden. Additive können eingesetzt werden, um physikalische Eigenschaften des Urethans an spezifische Design- und Leistungsanforderungen anzupassen. Daher werden Duroplaste oft wegen ihrer Designfreiheit und anpassbarer Eigenschaften für verbesserte Leistung bevorzugt.

Strukturschaum-Formprozess

Es gibt mehrere Fertigungsverfahren für Strukturschaumprodukte, wie Spritzguss und Reaction Injection Molding (RIM). Im Vergleich: RIM wird mit Duroplasten kombiniert, nie mit Thermoplasten. Beide eignen sich für große, starre Produkte und Komponenten, aber RIM bietet typischerweise größere Designfreiheit, Materialoptionen und robuste physikalische Eigenschaften – sowohl für kleine als auch große Serien. Weitere RIM-Merkmale: signifikante Wanddicken, angeformte Rippen, eingelegte Inserts, einzigartige Oberflächen. Mehr zu Designvorteilen von RIM für Ihr Strukturschaum-Produktdesign hier.

Wie Strukturschaum in Ihrem Produktdesign einsetzen

Hauptanwendung: Gehäuse oder Schränke für Anwendungen, die hohe Ästhetik und starre, aber leichte Eigenschaften fordern. Beispiel: Wie Strukturschaum kreativ in einer Dialysemaschine eingesetzt wurde, um exakte Design- und Leistungsanforderungen zu erfüllen.

Das Problem: Ein multinationaler Medizintechnik-OEM wandte sich an MPC, um Gehäuse zu entwickeln, die ihr System schützen und die Produktästhetik verbessern. Die neue High-End-Dialysegerätelinie bestand aus vielen empfindlichen Elektronikteilen, die auch elektromagnetische Abschirmung (EMI) benötigten für optimale Leistung.

Die Lösung: Durch unseren RIM-Prozess fertigte MPC ein leichtes, 70D Strukturschaum-Gehäuse mit eingelegten Inserts und Siebdruckdetails. Für die Leistungsanforderungen wurde eine spezielle EMI-Abschirmfarbe im Inneren der Gehäuse aufgebracht.

Das Ergebnis: MPC lieferte eine komplette Lackierung, die ästhetische Anforderungen und EMI-Abschirmung erfüllt. Der OEM konnte sein Dialysegeschäft erfolgreich ausbauen, besonders während der COVID-19-Pandemie, die die Nachfrage steigerte. Durch Partnerschaft mit MPC konnte die Produktion in dieser Gesundheitskrise hochgefahren werden.

Finden Sie Strukturschaum als Schlüsselmaterial in Ihrem Produktdesign, kann dies leicht von Ihrem RIM-Duroplast-Polyurethan-Hersteller angepasst werden. Für Materialunterstützung nutzen Sie unser Design-Tool hier oder klicken Sie unten, um Ihre individuelle Polyurethan-Designidee zu starten.