Werkstoffe

Thermoplaste


Thermoplaste sind Kunststoffe, die durch Erwärmung zur Schmelze gebracht werden können.

Aus diesen Schmelzen werden Halbzeuge und mehrdimensionale Bauteile geformt. Die Kotte GmbH & Co. KG setzt zur Verarbeitung dieser Werkstoffe in erster Linie das Spritzgießverfahren ein. Verwendet werden die technischen Standardkunststoffe Polypropylen PP, Plexiglas PMMA, Polycarbonat PC, Polystyrol PS, Polyamid PA, oder Polymethylen POM. Durch den Zusatz von Füllstoffen und Additiven lassen sich die Werkstoffeigenschaften sehr stark positiv verändern. Darüber hinaus können weitere Spezialkunststoffe verarbeitet werden.

 

Funktionsbauteil für die Prozessindustrie - Werkstoff: POM
Funktionsbauteil für die Prozessindustrie - Werkstoff: POM
Funktionsbauteil für die Textilindustrie - Werkstoffe: PAG GF30, PETP GF30
Funktionsbauteil für die Textilindustrie - Werkstoffe: PAG GF30, PETP GF30
Funktionsbauteil für die Textilindustrie - Werkstoff: PPS GF40
Funktionsbauteil für die Textilindustrie - Werkstoff: PPS GF40

Beispiele für thermoplastische Hochleistungswerkstoffe:

 

Bezeichnung Kurzzeichen Verstärkungs-stoffe Eigenschaften/ Anwendung
Polyarylsulfone PSU / PES Glas-, Carbonfaser, Graphit mechanisch, thermisch u. elektrisch hoch belastbar Dauertemperatur
150 -170 °C
Polyphenylensulfid PPS Glasfaser mechanisch, thermisch u. elektrisch sehr hoch belastbar
Dauertemperatur bis 240°C
Polyaryletherketone PEK, PEEK Glas-, Carbonfaser sehr hohe Zug- und Biegefestigkeit, hohe Schlagzähigkeit Dauertemperatur 250 °C
Polyphtalamid PPA Glasfasern und Mineralmehle sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit, sehr gute chem. Beständigkeit Dauertemperatur 140 °C
Polyamid 6 PA 6 Glas-, Carbonfasern, Glaskugeln hohe Festigkeit , > Aluminium chemische Beständigkeit < PPA
Dauertemperatur
-40 - +85 °C
Polyamid 66 PA 66 Glas-, Carbonfasern, Glaskugeln sehr hohe Steifigkeit- u. Schlagzähigkeit chemische Beständigkeit < PPA
Dauertemperatur '
100 -110 °C
Polyoxymethylen POM Glasfasern, Glaskugeln, Aramidfasern und Teflon hohe Festig- und Zähigkeit, abriebsfest, gute Gleiteigenschaften
Dauertemperatur
-60 - +100°C



Duroplaste


Duroplaste sind Kunststoffe, die auf Grund ihrer Molekularstruktur nicht geschmolzen werden können.


Beim Spritzgießen wird in der Spritzform die Kunststoffmasse thermisch aktiviert und zu stabilen Formkörpern vernetzt. Nach dem Aushärten kann die Form des Kunststoffkörpers weder durch Wärme noch durch andere Methoden verändert werden. Dadurch besitzen die so hergestellten Formkörper eine sehr hohe thermomechanische Festigkeit. Die Temperaturbelastung der Körper wird nur durch die Zersetzungstemperatur begrenzt. Das Spritzgießen von Duroplasten erfordert ein besonderes Know-how, über das die Kotte GmbH & Co. KG durch jahrelange Erfahrung mit dieser Technik verfügt. Zu den am häufigsten verwendeten duroplastischen Kunststoffen gehören Phenolplaste und Melaminharze. Durch Zugabe von Füllstoffen und Additiven können die Eigenschaften dieser Materialien noch zusätzlich verändert werden.

 

Antriebselement: Zahnriemenscheibe - Werkstoff: Duroplast - Einlegeteil: Stahlring - Montageteil: Wellenaufnahme, CNC Drehteil
Antriebselement: Zahnriemenscheibe
Werkstoff: Duroplast
Einlegeteil: Stahlring
Montageteil: Wellenaufnahme, CNC Drehteil
Funktionsbauteil für die Textilindustrie - Werkstoff: Duroplast 60% GF
Funktionsbauteil für die Textilindustrie
Werkstoff: Duroplast 60% GF
Antriebselement: Antriebszahnrad - Werkstoff: Duroplast 60% GF - Einlegeteil: Antriebszahnrad aus Stahl
Antriebselement: Antriebszahnrad
Werkstoff: Duroplast 60% GF
Einlegeteil: Antriebszahnrad aus Stahl

Beispiele für duroplastische Konstruktionswerkstoffe:

 

Bezeichnung Kurzzeichen Verstärkungs- stoffe Eigenschaften/ Anwendung
Phenolharz FS 31 Holzmehl hohe Steifigkeit und Härte, niedrige Kriechneigung und thermische Dehnung Dauertemperatur 150 °C
Phenolharz FS 84 Textilfasern hohe Steifigkeit und Festigkeit, hohe Wärmeformbeständigkeit Dauertemperatur 150 °C
Phenolharz X611 Glasfasern
60%
sehr hohe Festigkeit, hohe Abriebsbeständigkeit Dauertemperatur 150 °C
Melaminharz MP 183 Cellulose und Gesteinsmehl hohe Langzeitbeständigkeit und Oberflächenhärte, gute elektrische Isolation, gute UV Beständigkeit Dauertemperatur 150 °C

 


Elastomere


Elastomere sind Kunststoffe, bei denen die Form durch mechanische Einflüsse, wie z.B. Dehnen oder Walken, für eine bestimmte Zeit verändert werden kann, ohne dass der Körper seine ursprüngliche Form verliert
.

Der Körper kehrt innerhalb kürzester Zeit zu seiner Urform zurück. Die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften bleiben trotz immer wiederkehrender Formänderung erhalten. Kautschukpolymerisate sind die bekanntesten Elastomere. Die Verarbeitung erfolgt in Spritzgießmaschinen ähnlich wie bei Thermoplasten. Durch zusätzliche Umwandlungsprozesse wie z. B. Vulkanisation erhält das Elastomer seine funktionsbestimmenden Eigenschaften.

Antriebs- und Transportrollen 1. Duroplast 2. NBR 3. Kautschuk

Antriebs- und Transportrollen
1. Duroplast
2. NBR
3. Kautschuk

 

Beispiele für Konstruktionswerkstoffe aus Elastomeren:

 

Bezeichnung Kurzzeichen Härte Eigenschaften/ Anwendung
Acrylnitril-Butadien-Kautschuk NBR bis 70 Shore gutes Alterungsverhalten, geringer Abrieb, chem. beständig Öl und Schmierfett
Dauertemperatur -25 - +100 °C
Polyester- Uretan- Kautschuk PU 70 - 95 Shore gute mechanische Beständigkeit, gute chem. Beständigkeit
Dauertemperatur -20 - +80 °C
Thermoplastische Elastomere TPE 50 - 90 Shore sehr gute chem. Beständigkeit, sehr gute Abriebsbeständigkeit als Dichtelement, gutes Langzeitverhalten

 


Kunststoffe mit Einlegeteilen aus Halbzeugen


Im Anlagen- und Maschinenbau werden oft Funktionsbauteile benötigt, die aus mehreren Elementen bestehen. Diese Elemente können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die fest miteinander verbunden sind. In einen Träger aus hochwertigem technischem Kunststoff in Leichtbauweise können z. B. Funktionselemente aus Metalllegierungen eingebracht werden. Die Kotte GmbH & Co. KG kann dies kostengünstig unter Einsparung des Montageaufwandes realisieren. Die Teile aus artfremden Materialien werden direkt in das Werkzeug zum Spritzgießen von Kunststoffen eingelegt. So können in einem Tragarm aus faserverstärktem Polyamid z.B. Gewindeeinsätze aus Messing und Achsen aus gehärtetem Stahl, zur Aufnahme von bewegten Teilen, in das Kunststoffbauteil eingelegt werden (s. Abbildungen).

Die Kotte GmbH & Co. KG verfügt auf diesem Gebiet über einen hohen Erfahrungsschatz. Dies beginnt bei der Auslegung und Produktion des Werkzeuges, setzt sich fort in über die Wahl der Prozessparameter bis hin zur wirtschaftlichen Fertigung bei hohem Automatisierungsgrad. Am Ende dieser Produktionskette entsteht ein innovatives Funktionsbauteil, das dem Kunden zur Verfügung gestellt wird.

Folgende Materialkombinationen sind möglich:

Thermoplaste bullet Metalle,Keramik.
Duroplaste bullet Metalle,Keramik.
Elastomere bullet Metalle,Keramik.

 

Bild: Einlegeteile aus Metallen, formschlüssig durch Spritzgießen mit dem Funktionsbauteil verbunden

Einlegeteile aus Metallen, formschlüssig durch Spritzgießen mit dem Funktionsbauteil verbunden

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