Niedermolekulare Polymere werden seit Jahrzehnten als Trennmittel für den Metalldruckguss verwendet. Dabei handelt es sich meist um langkettige Moleküle auf Polyethylenbasis, die aufgrund ihrer hohen Schmelzviskosität sehr gute Trenneigenschaften aufweisen. Sie zeigen auch bei den vergleichsweise hohen Temperaturen der Al- und Mg-Druckgussverfahren sehr gute Trenneigenschaften und verbrennen größtenteils rückstandsfrei.
Darüber hinaus haben solche Polyethylenadditive in der Regel eine gute Schmierwirkung, die den Verschleiß an beweglichen Bauteilen der Form verringern kann. Gängige Trennmittel verwenden normalerweise eine Kombination aus modifizierten Silikonen und niedermolekularen Polymeren, um einen störungsfreien Druckgussprozess zu ermöglichen. Eine solche Formulierung ist jedoch immer ein Kompromiss, und die negativen Auswirkungen beider Additivgruppen sind sowohl beim Gießen als auch bei den nachfolgenden Prozessen deutlich spürbar.
Zur Vermeidung dieser negativen Einflüsse und zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Druckgussverfahrens haben wir neue kurzkettige Polymere entwickelt, die einen völlig anderen Aufbau haben als die bisherigen Additive. Diese neu entwickelten Polymere sind aufgrund ihrer großen Anzahl an polaren Gruppen in der Polymerkette sehr polar. Sie weisen eine sehr gute Haftung auf Metalloberflächen auf und haben gleichzeitig eine sehr niedrige Schmelzviskosität. Dadurch verteilen sie sich auf heißen Oberflächen sehr schnell und bilden sehr dünne, gut haftende Trennschichten. Die hohe Adhäsion dieser polaren Additive beruht auf der Wechselwirkung der frei beweglichen Elektronen der polaren Gruppen mit den Dipolen der Metalloxide auf der Form. Solche ultradünnen und gut haftenden polaren Filme weisen auch eine hohe Schmierfähigkeit auf und tragen zu einem geringeren Verschleiß an den beweglichen Teilen des Werkzeugs (z. B. an den Auswerfern) bei. Darüber hinaus weisen sie ein sehr hohes Trennvermögen während des Gießprozesses auf. Nach dem Gießvorgang verbleibende Trennmittelreste werden bei der nächsten Anwendung abgewaschen, so dass sich in den kühleren Zonen der Form kein Trennmittel ablagert. Auch bei der anschließenden Reinigung der gegossenen Teile lassen sich geringe Mengen noch anhaftender Trennmittel mit einem milden alkalischen Reiniger leicht entfernen und verursachen in der Regel keine nennenswerten Störungen in nachgeschalteten Beschichtungsprozessen.
Additive aus dem CPM-Konzept sollten jedoch mit einem klassischen hochmolekularen Additiv kombiniert werden, da in den Bereichen höchster Temperaturen und Fließgeschwindigkeiten des einströmenden Metalls die gängigen, hochmolekularen Additive (Polyethylen oder mod. Polysiloxane) weiterhin benötigt werden. Ihre Menge sollte jedoch bei der Formulierung auf das notwendige Minimum beschränkt werden, da sie zur Bildung von Ablagerungen und Rückständen in der Form neigen. Modifizierte Polypropylen-Dispersionen haben sich als eine sehr gute Alternative zu Polyethylen-Additiven erwiesen. Aufgrund ihrer Molekularstruktur sind Polypropylene thermisch abbaubar und neigen im Vergleich zu Polyethylen-Additiven nicht zur Bildung hochpolymerer Rückstände.
Druckgussteile aus Aluminium-, Magnesium- und Zinklegierungen werden aufgrund ihres geringen Gewichts und der kostengünstigen Herstellungsverfahren in sehr hohen Stückzahlen produziert. Allerdings führen Trennmittelrückstände aus dem Gießprozess oft zu erheblichen Qualitätsproblemen bei nachfolgenden Prozessen wie Lackieren, Kleben, Galvanisieren, während Trennmittelrückstände auf den Gießformen zu häufigen Prozessunterbrechungen führen. Zur Lösung dieser seit Jahrzehnten bekannten Probleme hat die Keim Additec Surface GmbH spezielle Additive für Metalldruckguss-Trennmittel entwickelt. Aufgrund der Neuartigkeit dieser wässrigen Additive (CPM-Konzept) und der damit hergestellten Trennmittel wurden am Fraunhofer Institut IFAM in Bremen Druckgießversuche durchgeführt und sowohl die Druckgussform als auch die Oberfläche der Gussteile analysiert und bewertet. Die Versuche zeigten eindrucksvoll, dass die Additive des CPM-Konzepts die Rückstände auf den Bauteilen auf ein Minimum reduzieren, ohne dass die Trennleistung beeinträchtigt wird. Durch den Einsatz von CPM-Additiven soll der Druckguss in Zukunft deutlich effizienter werden und den gestiegenen Anforderungen der Elektromobilität besser gerecht werden.
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