SONDERDRUCK AUS DER MULTI-MEDIALE S 17. Juli 2015 | Ausgabe 14 IM FOKUS PRAXIS EXTRUS Serie: Expertenrat Schritte zur optimalen Fertigungsvorbereitung AUSGABE V/2014 Bla Die Fü IV Weitere Services der K-ZEITUNG Kostenfreier Newsletter Auf Tablet-PCs und Smartphones kostenfrei lesen Mehr über Kunststoffe finden Sie hier Bänder aus PET-Regranulat ersetzen Stahl KUK-23_Bg-5_Seite-29 (I)_pr 1 Stoff der vielen Möglichkeiten 9. Kunststoff-Dia(hr)log: Responding to new demands Tagung Ohne jeden Zweifel: Die Er- Sämtliche Extruder der Akro-Plastic stammen aus dem Hause Feddem – es sind alles MTS Doppelschneckenextruder Foto: Akro/Schmitz findung des Kunststoffs ist eine Erfolgsgeschichte. Über die polymerisierten Kohlenstoffketten denken inzwischen sogar Konstrukteure von hoch belasteten Bauteilen nach, die aggressiven Medien, hohen Temperaturen und starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Obwohl in den letzten Jahrzehnten kein neuer Kunststoff aus den Reaktoren der Rohstoffhersteller entsprungen ist, hat sich deren Einsatzgebiet beträchtlich erweitert. Grund für den Durchmarsch in neue Anwendungen sind Additive und Zuschlagsstoffe – und natürlich pfiffige Compoundeure. Die neuen Anforderungen an den Kunststoff griff die Akro-Plastic auf ihrer jährlichen Veranstaltung Kunststoff-Dia(hr)log am 17. Juni unter dem Motto „Responding to new demands“ auf. Andreas Stuber, Geschäftsführer der Akro-Plastic, ließ in seiner Einführung keinen Zweifel daran, wo die Reise hingehen wird: „Die Unternehmen entwickeln immer neue Additive und Zuschlagsstoffe, mit denen wir neue Compounds für neue Anwendungen erarbeiten. Wir gehen von einem Wachstum für technische Compounds von jährlich drei Prozent in Europa bis 2019 aus. Im Jahr 2013 lag unser Umsatz bei 86 Millionen Euro, 2014 waren es schon 114 und für dieses Jahr rechne ich mit 130 Millionen Euro.“ In den vergangenen zweieinhalb Jahren hat das Unternehmen in Niederzissen zwölf neue Extrusionslinien mit Schneckendurchmessern zwischen 26 und 72 mm aufgebaut. Ganz neu ist eine große Maschine mit einem Durchmesser von 82 mm und einem Durchsatz von > 3 t – hauptsächlich für glasfaser verstärkte Polyamide und Polyester. „Auf jeder Anlage ist das Gleiche möglich, so dass wir auf neue Bestellungen schnell und flexibel reagieren können“, erklärte Stuber. Sei es in China oder Brasilien, ganz gleich wo auf der Welt, die Formulierungen der Produkte des Unternehmens sind immer identisch. Nach dem Auftakt am Morgen öffnete Akro-Plastic die Pforten der Produktionshallen für die etwa 90 Teilnehmer der Veranstaltung. Evolution der Technik Nach den Eindrücken aus dem Betriebsalltag war es nach dem Mittagessen Zeit für den Exkurs in die Anwendungen der Compounds. Wie sich Leichtbau durch bionische Verfahren optimieren lässt, war das Thema von Dr. Michael Herdy, Inpro GmbH aus Berlin. Anschaulich stellte er vor, wie sich Form und Topologie eines Bauteils mit CAO-, SKO-, CAIO-Verfahren oder der Methode der Zugdreiecke verbessern lassen. Wie die Technik von der Biologie lernen kann und was die Evolution damit zu tun hat, erklärte Herdy im zweiten Teil seines Vortrags. Nach Erläuterung der Arbeitsweise der Evolutionsstrategie zeigte der Spezialist anhand zahlreicher Beispiele, wie sich unterschiedliche Systeme mit diesem bionischen Verfahren optimieren lassen. Angefangen von Rohrgeometrien über Wärmetauscher, optische Systeme bis zum Materialmodell zur Simulation des viskoelastischen Verhaltens von Elastomeren. Wenn es um neue Herausforderungen geht, dann darf die Carbonfaser nicht fehlen. Intensiv hat sich dem Thema BMW mit dem i3 und i8 gewidmet. Ein Ziel war es, die CFK-Fertigung zu industrialisieren und sie fit für die Materialhandling und Trockne für starke Produkte aus empfindlichen Polymeren SONDERDRUCK AUS DER MULTI-MEDIALE SONDERTEIL DER K-ZEITUNG 17. Juli 2015 | Ausgabe 14 IM FOKUS PRAXIS EXTRUSION Serie: Expertenrat Schritte zur optimalen Fertigungsvorbereitung AUSGABE V/2014 Bänder aus PET-Regranulat ersetzen Stahl KUK-23_Bg-5_Seite-29 (I)_pr 1 IV Blasfolien Die Einführung der Fünf-Schicht-Technik VI Materialhandling und Trockner für starke Produkte aus Seite II empfindlichen Polymeren Schneckenform Individuelle Anlage für extremen Füllstoffanteil VIII Arne Grävemeyer verantwortlicher Redakteur 0511 7304-152 [email protected] 01.12.14 10:41 Für jede einzelne Extrusionslinie mischt ein Mitabeiter die Additive und Farben vor Foto: Akro/Schmitz Großserie zu machen. Einen Einblick in die Entwicklung gab Oliver Halbeck. Die Fasern liefert SGL ACF, ein Joint Venture von BMW und SGL Carbon, an den Automobilhersteller. Bei BMW werden anschließend die Prozessschritte Stacking, Preformen, Preformbeschnitt, Konfektionieren der Preforms, RTM-Prozess, Sandstrahlen und Beschnitt zum fertigen Bauteil im eigenen Haus realisiert. Sämtliche Schritte laufen weitgehend automatisiert. „Die Preforms sind für jeden Bereich lastgerecht ausgelegt. Der Seitenrahmen des i3 besteht beispielsweise aus neun individuellen Preforms mit unterschiedlichen Faserorientierungen und Dicken“, erläuterte Halbeck. Der in der CFK-Prozesskette anfallende Faserverschnitt wird in neue Produkte wie Vliese und Granulate überführt. Die Firma Akro-Plastic hat sich diesem Thema gewidmet und hochwertige CF-Compounds auf PABasis entwickelt. Bauteile aus CFCompounds wie der Ansauggeräuschdämpfer oder die Gesamtmotorabdeckung haben bereits die Serienfreigabe bei BMW. Leichtbau von A bis Z Nach dieser Steilvorlage durch BMW nahm Thilo Stier das Thema Leichtbau in seinem Vortrag wieder auf. Welche Chancen Akromid Lite, ein PA/PP-Blend mit niedriger Dichte, kohlefaserverstärkt, bietet, stand im Fokus. Das Compound haftet auf TPE, seine Dichte ist um mehr als 7 % geringer als die von PA, es ist ZnClbeständig und zeigt gute akustische Dämpfungseigenschaften. Die Kohlefaser kommt – wen wird es überraschen – von BMW. Ein Vergleich von PA6GF30 mit Akromid B3 ICF20, ein PA/PP-Blend mit 20 % Kohlefaser, erfüllt Stier mit Freude: „Das Akromid ICF ist um 20 Prozent leichter bei gleichen Festigkeiten.“ Leichtes Matrixmaterial mit leichter Faser und dann geschäumt: So entstehen noch leichtere Bauteile. Im Wasserinnendruckverfahren gespritzt finden diese Einzug als Pedalwerk, Mittelkonsolen, Griffe oder Dachmodule in das Automobil. Zum Abschluss konnte Stier noch auf ein neues Produkt hinweisen: „Wir haben jetzt das langfaserverstärkte aliphatische Polyketon Akrotek PK mit 180 Megapascal entwickelt. Die Langfaser steigert die Festigkeiten und den EModul enorm.“ „Selbst vor Getriebeanwendungen macht der Leichtbau nicht halt, denn auch wir machen diesen Wandel mit“, versicherte Andreas Kaltenhäuser, Geschäftsbereich Transmission bei Continental, zum Einstieg in seinen Vortrag. Auch bei Getriebesteuerungen hält der Kunststoff Einzug und muss dort aggressiven Medien, hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen trotzen. Vor allem Gehäuse und Deckel, Sensoren und Stecker sowie Hybridbauteile bestehen aus Kunststoff. Meist verwenden die Getriebesteuerungsspezialisten glasfaserverstärktes PA6, PA6.6 oder PA4.6. Steigen die Anforderungen an das Material kommen PPA, oder PPS zum Einsatz und nur bei sehr beanspruchten Bauteilen wie Sensoren greifen die Entwickler auf Hochleistungspolymere wie PEEK oder LCP zurück. Potenzial für Kunststoff Elektrokorrosion war das zentrale Thema bei Dr. Thomas Wehrmeister, Leiter Forschung und Entwicklung bei Akro-Plastic. Elektrische Baugruppen werden immer kleiner, wodurch Andreas Stuber, Geschäftsführer der Akro-Plastic, erklärt in seiner Einführung: „Die Unternehmen entwickeln immer neue Additive und Zuschlagsstoffe, mit denen wir neue Compounds für neue Anwendungen erarbeiten“ Foto: Akro/Schmitz Energiedichte und Temperaturen zunehmen. Hier sind elektrochemisch neutrale Compounds gefragt, die weder Kupfer noch Kaliumiodid oder andere Halogene enthalten. „Elektrisch neutrale Rezepturen gehören bei uns zum Standard, bereits seit vielen Jahren. Wir haben eine eigene spezielle RFA-Methode entwickelt, mit der wir das nachweisen können“, führt Wehrmeister aus. Für die Elemente Brom und Iod ist das Verfahren bereits im Einsatz, an den Nachweismethoden für weitere Elemente arbeiten die Forscher. Sämtliche Akromid EN Produkte sind elektrisch neutral und durchlaufen schon jetzt die Analyse auf Brom und Iod. Den Abschluss des Tages läutete Dr. Lars Fölster, Werkstofftechnik VW, ein. Die Gesetzgeber zwingen zur CO₂-Einsparung. Andererseits erwarten die Kunden mehr Komfort und Sicherheit in ihren Autos, wodurch deren Gewicht ansteigt. Ungefähr ein Viertel des Treibstoffverbrauchs ist dem Fahrzeuggewicht geschuldet. Also bleibt der Weg zu anderen Leichtbauwerkstoffen und Funktionsintegration. „Endlosfaserverbund, besonders CFK, ist noch nicht großserientauglich, das Material und die Verarbeitung sind einfach noch sehr teuer. Doch alle Bauteile, die keinen direkten Brennraum oder Abgaskontakt haben, haben Potenzial für eine Lösung aus Kunststoff“, machte Fölster klar. Neue Additive werten PP auf, Thermoplaste ersetzen Elastomere, hochgefülltes PA Aluminium und selbst Sicherheitsbauteile bestehen schon heute aus Kunststoff. Mit einer Fülle an Informationen und Eindrücken gingen die Teilnehmer am Ende eines ebenso unterhaltsamen wie spannenden Tages nach Hause. Viele waren schon viele Male dabei und kommen jedes Jahr gern wieder. Den vollständigen Beitrag lesen Sie auf www.k-zeitung.de und in der KApp. gabriele rzepka www.akro-plastic.com Starker Extrusionspartner – Feddem Akro-Plastic und Feddem, beide Unternehmen der Feddersen-Gruppe, liegen nicht nur räumlich, sondern auch entwicklungstechnisch nah beieinander. Die Spezifikationen der Extruder, die Akro-Plastic für seine Compounds benötigt, stellt der Partner maßgeschneidert für den Compoundeur her. Verfahrenstechnische Rückwärtsintegration heißt das Stichwort bei den beiden Feddersen-Töchtern. Die Extruder arbeiten standardmäßig ohne Knetblöcke in der Schneckengeometrie. Hier sorgen spezielle Mischelemente für die Dispergierung und Aufschmelzung, die Temperaturspitzen in der Schmelze vermeiden. Sämtliche MTS-Doppelschneckenextruder haben ein Da/Di-Verhältnis von 1,55 und Gehäuse mit der Standardlänge L/D von 3,5. Elektrische Heizpatronen und Wasserkühlung sorgen für die Temperierung. Die Anlagen eignen sich besonders für gefülltes PA6 und PA6.6, PBT, PET, PPA und POM. Durch die modulare Gehäusebauweise lassen sich die Extruder rasch verlängern, Module zur Entlüftung, Seitenbeschickung, Vakuumentgasung und mehr schnell einfügen. Das Unternehmen stellt den Extruder in sechs Baugrößen, www.feddem.com von 26 bis 82 mm Schneckendurchmesser her.
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