Leichtbau, Lebensmittelindustrie, Leistungselektronik - neue Werkstoffe
07.10.2011 / Ensinger. Zu den Neuentwicklungen imCompounds-Portfoliovon Ensinger gehören Materialien mit geringer Dichte, Compounds für die Lebensmittelwirtschaft und thermisch leitfähige Kunststoffe zur Entwärmung von elektronischen Baugruppen.
Der Thermoplastwerkstoff TECACOMP LW („low weight“) kann aufgrund seines geringen spezifischen Gewichts in Leichtbauanwendungen zur Einsparung von Ressourcen und Kosten beitragen. Die Reduktion der Dichte wird durch mikroskopisch kleine Glashohlkugeln in der Kunststoffmatrix erreicht. Diese vom Kooperationspartner 3M in Neuss hergestellten Glass Bubbles haben einen Durchmesser von nur wenigen μm und verfügen über eine stabile, extrem dünne Glaswand. Sie verbinden sich dauerhaft mit der Polymermatrix und machen so den Kunststoff leicht. Durch Verwendung von 40 Gewichtsprozent Glashohlkugeln kann z.B. eine Dichte von ca. 0,85 g/cm³ auf Basis von PA6 und 1 g/cm³ mit PEEK erreicht werden. Im Vergleich zu bisher eingesetzten, durch Glasfasern verstärkten Typen sind bei Einsatz von TECACOMP LW Gewichtseinsparungen bis zu 43 Prozent möglich.
In Abhängigkeit vom verwendeten Kunststoff und den speziellen Anforderungen im Projekt können die mechanischen Eigenschaften durch Zugabe der Glashohlkugeln sogar noch positiv beeinflusst werden. TECACOMP LW zeigt einen spürbar niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten, so dass Temperaturwechsel nur sehr geringe Dimensionsänderungen hervorrufen. Die reduzierte Verarbeitungsschwindung, das isotrope Eigenschaftsbild und volumenbezogene Kostenvorteile sind weitere positive Effekte für den Spritzgießer.
Der technisch anspruchsvolle Werkstoff eignet sich dank des geringen spezifischen Gewichts und der guten mechanischen Eigenschaften u.a. für Anwendungen in den Bereichen Luftfahrt, Transport und Automobilindustrie. Aufgrund seiner niedrigen Verzugsneigung ist das Material ebenfalls gut geeignet für Produkte in der Medizintechnik, zum Beispiel Sterilisationscontainer.
Sicherheit in der Lebensmittelverarbeitung
Lebensmittelhersteller setzen in ihren Anlagen vielfach Kunststoffkomponenten ein, da sie leicht, belastbar und gut zu reinigen sind. Aber auch bei dem besten Werkstoff ist nicht auszuschließen, dass Bruchstücke in die Lebensmittel gelangen. Solche Fremdkörper können weitreichende Folgen nach sich ziehen. Detektierbare Kunststoffe beugen diesem Risiko vor: Beim neuen Compound TECACOMP ID werden dem Basispolymer metallische Füllstoffe beigemischt. Sollte ein Bauteil aus diesem Material einmal brechen, lassen sich die Kunststoffreste bereits im Rahmen der standardisierten Prozesskontrolle zuverlässig mit Metalldetektoren aufspüren.
Die wesentlichen Eigenschaften der ID-Werkstoffe von Ensinger entsprechen dank einer minimierten Füllstoffdosierung weitgehend dem Profil der verwendeten Basiskunststoffe. Alle gängigen technischen Kunststoffe (darunter PP, PA66, POM und PEEK) können mit metallischen Füllstoffen ausgestattet werden. Auf Anfrage sind Einstellungen möglich, die für den Lebensmittelkontakt geeignet sind (konform mit den FDA-Anforderungen sowie der Richtlinie 2000/72/EG und der Verordnung (EU) Nr. 10/2011).
In Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Rondotest, einem Spezialisten für die herstellerunabhängige Prüfung und Validierung der gesamten Infrastruktur im Bereich der Detektion, entwickelt Ensinger maßgeschneiderte Compounds.
Compounds für Entwärmungsaufgaben
Thermisch leitfähige Kunststoffe eignen sich hervorragend zur Entwärmung von Baugruppen in der Leistungselektronik. Der wärmeleitfähige Ensinger-Kunststoff TECACOMP TC kann im Spritzgussverfahren verarbeitet werden. Dadurch eröffnen sich neue Freiheiten im Design effektiver Kühlelemente bzw. bei der Umspritzung kompletter Baugruppen mit einem stabilen, wärmeabführenden Gehäuse. Die Bauteile verfügen über eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 5 und 20 W/(m•K), je nach eingesetztem Füllstoff.
Im Gegensatz zu Metallen können wärmeleitfähige Kunststoffe auch elektrisch isolierend ausgestattet werden – und mehrere Funktionen zu vereinen. So ist ein einzelner, mit keramischen Füllstoffen ausgestatteter Kunststoffkörper in der Lage, gleich mehrere elektronische Bauteile zu fixieren, zu kühlen, elektrisch zu isolieren und vor Umwelteinflüssen zu schützen.
Ensinger bietet eine breite Auswahl an wärmeleitenden Compounds an, beispielsweise auf Basis der Polymere PA, PC, PP, PPS und PEEK. Durch die Verwendung innovativer Additive können die Füllgrade gering gehalten werden. Dadurch werden die Eigenschaften der Ausgangskunststoffe so wenig wie möglich beeinflusst.
Weitere Informationen:
