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DER KONSTRUKTEUR 10/2015

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WERKSTOFFTECHNIK Wenn

WERKSTOFFTECHNIK Wenn Kunststoff wie Holz klingt Lautsprechergehäuse aus Polyurethan erfüllen High-End-Anforderungen Die High-End-Aktivboxen Zero 1 von Avantgarde Acoustic überzeugen nicht nur mit ausgefeilter Technik, sondern auch mit einem für den Audiobereich ungewöhnlichen Gehäusematerial: Die Lautsprechergehäuse werden nämlich nicht wie üblich aus Holz gefertigt, sondern aus Polyurethan (PUR) geschäumt. In der Regel werden Gehäuse hochwertiger Lautsprecher aus Holzwerkstoffen in Handarbeit hergestellt. Die manuelle Fertigung mit zahlreichen Arbeitsschritten hat ihren Preis, zugleich sind die Designmöglichkeiten einschränkt. Ein nahezu beliebig formbarer Werkstoff wie PUR bietet hier eine interessante Alternative, sowohl hinsichtlich der Designfreiheit als auch hinsichtlich der Herstellungskosten. Denn die geringere Anzahl von Einzelteilen und der höhere Automatisierungsgrad bei der Fertigung ermöglichen im Vergleich zur Holzbauweise nicht nur deutliche Kosteneinsparungen, sondern auch einen Zeitvorteil: „Die gesamte Entwicklungszeit eines Serienformteils inklusive Prototypenherstellung beträgt nur sechs bis zehn Monate“, erklärt Hartmut Bührer, Vertriebsleiter des Thieme-Geschäftsbereichs Kunststoffe. Bei den gestalterischen Möglichkeiten sind mit PUR kaum Grenzen gesetzt; selbst komplex gekrümmte Flächen sind mit geringem Aufwand herstellbar. Ein weiterer, praktischer Vorteil des PURProzesses ist die sogenannte Funktionsintegration: Gewindeeinsätze oder sonstige Montageteile können bereits während des Schäumprozesses integriert werden. Holzähnliche Eigenschaften Eine wesentliche Voraussetzung für die Substitution von Holz waren die günstigen Materialeigenschaften des Polyurethan- Werkstoffs, die denen von Holz in vielerlei Hinsicht ähneln. So weist PUR eine von 0,4 kg/dm³ bis 1,15 kg/dm³ einstellbare Dichte auf, die im Bereich üblicher Weich- bis Harthölzer liegt. Auch die Oberfläche hat keinerlei Plastikanmutung. Ein Vorteil gegenüber Holzwerkstoffen ist, dass PUR praktisch kein Wasser aufnimmt, ein Quellen in feuchter Umgebung ist somit ausgeschlossen. Für die Lautsprecheranwendung essentiell war zudem die hohe akustische Qualität des Gehäusematerials. Der gewählte, sandwichartig aufgebaute PUR-Integralhartschaum mit einer durchschnittlichen Wandstärke von 10 bis 16 mm weist eine über den gesamten Tonfrequenzbereich nahezu konstante mechanische Dämpfung auf. Dies bedeutet, dass das einteilige Gehäuse aus PUR sogar bessere akustische Eigenschaften besitzt als ein aus verschiedenen Multiplex- und Holzteilen zusammengesetztes Holzgehäuse. Eine Aufgabe für Spezialisten Die Firma Avantgarde hatte mit Thieme bewusst einen erfahrenen Partner für die Entwicklung des Kunststoffgehäuses gewählt. In intensiven Materialversuchen wurde die ideale PUR-Rezeptur ermittelt. In Zusammenarbeit mit Tobias Adami (Adami Design, München), wurden die 3D-Designdaten bei Thieme verfahrenstechnisch für die PUR-Konstruktion optimiert. „Mit dem Polyurethan bringt Design, Klang und Funktion zusammen PUR-Prozess ließen sich unsere Designvorstellungen 1:1 umsetzen“, so das positive Fazit von Tobias Adami. Um die Eignung des Gehäuses hinsichtlich der akustischen Eigenschaften zuverlässig bewerten zu können, waren im Vorfeld umfangreiche Berechnungen mittels FEM durchgeführt worden. Die aus der Theorie entwickelten und von einem Thieme-Konstruktionspartner finalisierten 3D- Daten des Gehäuses bildeten die Basis für den Werkzeugbau. Das erste so entstandene Gehäuse wurde in etlichen Mess- und Testreihen für den Hoch-, Mittel- und Tieftonbereich optimiert, auch die Werkstoffcharakteristik wurde nochmals feinjustiert. Die Avantgarde-Lautsprecher erhielten ein sehr gefälliges, minimalistisches Frontdesign mit Freiformflächen. Die Front und alle vier Seiten bilden ein einziges Formteil, ohne Stoßkanten oder Montagefugen. Separat eingesetzt sind nur die Rückseite mit Funktionsrippen innen (ebenfalls aus PUR) sowie der Deckel über der Elektronik (im Spritzguss hergestellt). Ein widerstandsfähiger PUR-Strukturlack verleiht den Boxen eine gleichmäßige Soft-Touch- Oberfläche mit lederartiger Haptik. „Die Verarbeitung ist von allen Seiten hervorragend“, befand auch die Jury des iF-Designpreises und verlieh dem Zero 1 als herausragendem Beispiel zeitgemäßen Designs den begehrten „iF gold award“. www.thieme.eu 60 Der

WERKSTOFFTECHNIK Werkstoff für Kabelschutz nach neuester Brandschutznorm Der Werkstoff Vestamid Polyamid 12 von Evonik erfüllt die Anforderungen der Gefährdungsklasse 3 (HL3) der aktuellsten Norm EN 45545-2:2013 für Schienenfahrzeuge mit erhöhten Ansprüchen an den Brandschutz. Diese beinhaltet neben gestiegenen Anforderungen an Rauchgasdichte und Sauerstoffindex auch neue Bestimmungen zur Toxizität der Rauchgase. Die schwarze Formmasse für Kabel und Kabelschutzrohre kann im Innen- und im Außenbereich eingesetzt werden. Sie zeigt eine hohe dynamische Belastbarkeit und hohe Schlagzähigkeit, auch bei Kälte. Außer in Bahnen kann sie auch in anderen Bereichen mit strengen Brandschutzbestimmungen eingesetzt werden, etwa im Automobilbereich, in der Elektronik, bei der Erdölförderung oder der Photovoltaik. www.evonik.com Vollstäbe aus POM-C mit 600 mm Durchmesser Der Gehr GmbH aus Mannheim ist es erstmalig gelungen, Vollstäbe aus POM-C mit einem Durchmesser von 600 mm zu extrudieren. Damit konnte der derzeit am Markt verfügbare maximale Durchmesser von 500 mm übertroffen werden. Diese Neuheit wurde erstmalig auf der SPE Offshore Europe in Aberdeen (Schottland) im September präsentiert. Die Stäbe werden ab sofort in der Farbe Natur in einer Länge von 1000 mm an Lager geführt. www.gehr.de Mit High-End-Kunststoffen zu anspruchsvollen Bauteilen Polyamide, PPS, PEEK, PVDF, CFK und GFK: Mit diesen und anderen Hochleistungs-Kunststoffen erzeugt Weiss Kunststoffverarbeitung anspruchsvolle Bauteile überwiegend für die Automobilindustrie und den Maschinenbau. Das Unternehmen stellt u. a. ein Sensorgehäuse für Reifedruckkontrollsysteme von Lkw her, das in hohen Stück - zahlen im 2K-Spritzguss mit angespritzter TPE-Dichtung gefertigt wird. Auch andere Automobilkomponenten wie z. B. Bremskraftverstärker-Gehäuse aus einem glasfaserverstärktem Polyamid, das als hochzäher Werkstoff sehr hohe Anforderungen an die Verarbeitung stellt, ergänzen das Portfolio. Weitere Bauteile aus dem aktuellen Produktionsspektrum sind Kolben für Pneumatikventile aus hochfestem GFK in ausgezeichneter Oberflächenqualität sowie Maschinenbau-Komponenten aus PEEK. Dieser Kunststoff hat eine Schmelztemperatur von über 400 °C und erfordert eine sehr genaue Regelung von Druck und Temperatur im gesamten Spritzgießprozess. www.weiss-kunststoff.de • Maschinen- und Vorrichtungsteile • Spannelemente • Bedienteile • Maschinenelemente • Basiselemente NORMALIEN Vielfalt, Qualität und Service …aus einer Hand ! Mit über 7.000 ab Werk verfügbaren Normteilen, kontinuierlichen Sortimentserweiterungen und innovativen Neuentwicklungen haben wir garantiert die passende Lösung für Ihre Herausforderungen in Konstruktion und Praxis. … und natürlich auch maßgeschneiderte Sonderlösungen nach Kundenwunsch. Höchstleistungen direkt vom Hersteller! Fordern Sie unser umfangreiches Produktmaterial an. www.halder.de MOTEK Stuttgart · Halle 5 · Stand 5424 EMO Mailand · Halle 5 · Stand B33 Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 und EN 9100

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