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DER KONSTRUKTEUR 10/2015

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WERKSTOFFTECHNIK

WERKSTOFFTECHNIK Effiziente Wärme Mit Infrarot-Strahlern Kunststoffteile verbinden und nachbearbeiten Für die Verbindung oder auch die Nachbearbeitung von Kunststoffteilen, wie zum Beispiel der Ränder von Autoteppichen kann Infrarot-Wärme eingesetzt werden. Strahler, die exakt an die Kontur des Produktes und den Prozess angepasst werden, sparen Zeit und Energie und bringen hervorragende Ergebnisse. Infrarot-Strahler sind bewährt bei der raschen homogenen Erwärmung großer, planer Oberflächen. Ein echte Herausforderung sind jedoch Fertigungsprozesse, bei denen nur sehr kleine oder gekrümmte Flächen oder bestimmte Konturen der Produkte Wärme benötigen. Infrarot-Strahler von Heraeus werden in Bauform, Größe und Spektrum auf den gewünschten Prozess ausgerichtet. Wärme wird ganz gezielt dort erzeugt, wo sie gebraucht wird. Energieverluste an die Umgebung sind denkbar gering, die Taktzeiten können verkürzt oder mehr Teile in der gleichen Zeit produziert werden. Warum eine komplette Autotür, das Lenkrad oder die Fussmatten aufheizen, wenn nur wenige Zentimeter davon Wärme benötigen? Verbinden Durch die kontaktfreie Infrarot-Erwärmung können Kunststoffteile ohne zusätzlichen Kleber oder andere Hilfsmittel verbunden werden. Die Infrarot-Strahlung schmilzt in kurzer Zeit eine dünne Oberflächenschicht der Kunststoffeinzelteile. Diese werden gestellt. Dabei ist das Entstehen von scharfkantigen Graten, beispielsweise an der Werkzeugtrennebene, nicht immer zu verhindern. Infrarot-Strahler, die dem Verlauf des Grates nachgeformt werden, schmelzen exakt nur den Grat ab, ohne dabei das eigentliche Werkstück zu beschädigen. Damit sind sie vielen konventionellen Methoden überlegen, denn das manuelle Entfernen, etwa mit speziellen Messern oder durch den Einsatz von Gasflammen produziert keine gleichförmigen Ergebnisse und kostet Zeit. Anwendungsbeispiel: Autofußmatten Infrarot-Strahlung wird kontaktfrei übertragen und erzeugt die Wärme direkt im Werkstück dann durch einfaches Zusammendrücken etwa zu Behältern für Wischwasser oder Bremsflüssigkeit verbunden. Im Gegensatz zum Kontaktschweißen mit heißen Platten bleibt kein Material an der Wärmequelle hängen, der Erwärmungsschritt erfolgt im Sekundentakt jederzeit reproduzierbar. Nachbearbeiten Griffe, Gehäuseteile, Abdeckungen, Ansaugrohre oder Deckel aus Kunststoff werden häufig im Spritzgießverfahren her- Fußmatten und Teppiche sollten im Auto nicht herumrutschen und einen guten Halt für die Füße bieten. Dafür müssen sie passgenau sitzen, in allen Ecken und Winkeln eines Autoinnenraums. Automatten bestehen meist aus einer rutschfesten Unterseite und einer teppichartigen Oberfläche. Sie werden als große Matten produziert und dann in Form geschnitten. Damit die Ränder im Auto später nicht unschön ausfransen, ist es nötig, sie zu verpressen. Dies geschieht mit Hilfe von Wärme. Exakt konturangepasste Infrarot-Strahler ermöglichen automatisierbare Wärmeprozesse mit effizientem Energieeinsatz. Das Vlies auf der Oberseite von Autoteppichen wird an den Rändern mit einem vorher extra erwärmten Werkzeug verpresst. Beim Einsatz von Infrarot-Strahlern ist eine Vorwärmung des Werkzeuges nicht mehr nötig. Ein Strahler der exakt den Teppichkanten nachgebogen ist, erhitzt diese innerhalb von Sekunden und danach werden die Kanten direkt vom Werkzeug verpresst. Durch die kontaktfreie Infrarot-Erwärmung können die Taktzeiten auf 15 bis 20 Sekunden verkürzt werden. Infrarot-Strahler aus Quarzglas lassen sich dem Verlauf von Kanten oder Rändern nachformen und erwärmen so genau dort, wo dies nötig ist, ohne die komplette Fußmatte mit zu erwärmen. Das minimiert Hitzeschäden und spart Energie. www.heraeus-noblelight.com 66 Der Konstrukteur 10/2015

WERKSTOFFTECHNIK Karbonfaser-verstärkter Kunststoff Die BASF ergänzt ihr PBT-Portfolio (PBT: Polybutylenterephthalat) um das erste karbonfaserverstärkte Ultradur. Die Spezialität Ultradur B4300 C3 LS zeichnet sich durch geringe elektrostatische Aufladung bei gleichzeitig guter Leitfähigkeit aus. Aus diesem Grund ist der Kunststoff vor allem für Bauteile in sensiblen Bereichen der Mess- und Regeltechnik von Maschinen und in der Automobilelektronik geeignet. Aufgrund des antistatischen PBT-Kunststoffs bleiben am Bauteil weniger Staub und Schmutz haften; Schäden durch elektrostatische Entladungen bleiben aus. In explosionsgefährdeten Bereichen verringert der Einsatz der leitfähigen Ultradur-Type außerdem die Aufladungsgefahr und möglichen Funkenschlag. Der Hersteller greift damit steigende Anforderungen auf, die vor allem in der Automobilelektronik an Material und Bauteile gestellt werden. Mit Ultradur B4300 C3 lassen sich hier zukünftig Miniaturisierung, Genauigkeit und Sicherheit noch besser miteinander vereinbaren: Komponenten aus dem karbonfaser-verstärkten technischen Kunststoff behalten ihre antistatische Wirkung dauerhaft – auch nach Medienkontakt (z. B. mit Kraftstoffen) und bei erhöhten Temperaturen. Nie mehr ROST ! Garantie bis 50 Jahre über 6.000 Std. OR 6000® Salzsprühtest Chemiebeständig viel besser und günstiger als Zink www.OR6000.de Weltneuheit Korrosionsschutz - Weltrekord OBERFLÄCHENTECHNIK KORROSIONSSCHUTZ www.ultradur.de Hochleistungskunststoff bietet Temperaturstabilität bis 400 °C BOT.indd 1 16.01.2015 10:20:38 Mit Doglide 350 stellt Dotherm einen Kunststoff auf Polyimid- Basis vor, der bei dauerhaften Temperaturen bis 280 °C formstabil bleibt und nur sehr geringe Dimensionsänderungen aufweist. Kurzzeitig verkraften die Bauteile auch Temperaturen bis 400 °C. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie PEEK bietet der neue Werkstoff aufgrund der verdoppelten Glasübergangstemperatur eine hohe mechanische Festigkeit und kein Fließverhalten über den gesamten Temperaturbereich. Der untere Temperaturwert liegt bei -250 °C. Das eröffnet Einsatzmöglichkeiten z. B. beim Umgang mit sogenannten Kyrogenen wie Trockeneis oder flüssigem Stick- und Sauerstoff. Weitere Eigenschaften sind eine hohe Verschleißfestigkeit, geringe Ausgasung, sehr gute chemische Beständigkeit und eine hervorragende elektrische und thermische Isolierung. Damit ist Doglide 350 bestens geeignet für eine Vielzahl von High-End- Anwendungsmöglichkeiten für technische Kunststoffe im Maschinen- und Anlagenbau. Dazu gehören u.a. Buchsen, Führungselemente, Kugelschalen, Zahnräder sowie Isolationskappen in der Heißkanaltechnik. www.dotherm.de Prototypen aus GFK-Verbundwerkstoffen Kegelmann Technik will mit hybriden Bauteilen Grenzen des GFK-Fertigungsverfahrens bei der Integration komplexer Funktionsteile sprengen. Freiheitsgrade der additiven Fertigung werden mit Class A Freiformflächen sehr hoher Steifigkeit und Festigkeit kombiniert. Hybride Bauteile und Multimaterial-Konstruktionen sollen technische Zielkonflikte lösen. Bei der Kombination von GFK-Verbundwerkstoffen mit komplexen Formteilen, die mit dem Selektiven Lasersintern SLS hergestellt werden, hat sich der Hersteller ein umfang reiches Entwicklungs- und Prozess-Knowhow erworben. Die SLS-GFK- Hybridlösung erlaubt geringes Gewicht, hohe E-Modul-Werte und Schlagfestigkeit und gleichzeitig ein Maximum an Designfreiheit und Funktionsintegration. Connected Prototyping meint zudem das additive Denken, die Anpassung der Konstruktion an die speziellen Möglichkeiten und Grenzen der eingesetzten Technologien. So werden im Rahmen der Prozesskonstruktion die Laminierformen ent sprechend der späteren Verbindung mit SLS-Teilen gestaltet und Funktionsstifte, Verbindungspunkte und -flächen definiert. www.ktechnik.de Material für Präzisionsschrauben in Inch-Größe Aus dem Hochleistungswerkstoff Vestakeep von Evonik werden Präzisionsschrauben für den nordamerikanischen Markt hergestellt. Der japanische Hersteller Nippon Chemical Screw & Co verwendet ihn für Schrauben in Inch-Größe, die vor allem in der Produktion von Halbleitern und Arzneimitteln verwendet werden. In der Halbleiterherstellung ist eine hohe Reinheit gefordert, während bei Kontakt mit Lebensmitteln oder Arzneimitteln die entsprechenden Vorschriften erfüllen werden müssen. Für den Einsatz in anderen Industriezweigen bietet es z. B. Chemikalienresistenz, hohe mechanische Festigkeit undErmüd - ungswiderstand. Die Schrauben werden in Nordamerika über Solid Spot vertrieben. Vestakeep ist der Handelsname für das Hochtemperaturpolymer Polyetheretherketon (PEEK). Es eignet sich zur Herstellung von Bauteilen für härteste Bedingungen, z. B. in der Ölförderung, in Fahrzeugen und in der Luftfahrt. Außerdem wird es für dauerhafte Körper-Implantate genutzt. www.evonik.de www.vestakeep.de Der Konstrukteur 10/2015 67

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