Fließende Vorteile

Werkstoffe

Kunststoffe – Das High-Speed-Polyamid Ultramid vereinfacht die Fertigung komplexer Bauteile durch besseres Fließverhalten und senkt den Energiebedarf der Spritzgussmaschinen.

08. November 2010

Verbesserte Fließfähigkeit stellt bei thermoplastischen Kunststoffen einen klaren Verarbeitungsvorteil dar, der Zeit- und damit Kosten- aber auch Energieersparnis bringt. Fließt das Material während des Spritzgießprozesses leichter als ein alternatives Material mit sonst gleichen oder ähnlichen Eigenschaften, dann ist das leichter fließende Material natürlich das Nachhaltigere. Nachdem die BASF in den vergangenen Jahren zunächst das stark fließverbesserte PBT (Polybutylenterephthalat) Ultradur® High Speed und dann verschiedene Polyamid-66-Varianten wie Ultramid® A High Speed vorgestellt hat, wurde das Sortiment nun zur Kunststoffmesse K 2010 komplettiert: Die neuen High-Speed-Produkte sind Polyamid-6-Compounds (PA 6), die erste Variante ist das Ultramid® B3WG6 High Speed. Im Fließspiralentest fließt die neue Variante mindestens 50 Prozent weiter als sein konventioneller Vorgänger.

Die Vorteile guter Fließfähigkeit lassen sich grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten nutzen. Filigrane Strukturen und dünne Wände, wegen fortschreitender Miniaturisierung häufig in Elektronikbauteilen zu finden, sind leichter und sicherer zu füllen. Ebenso sinkt die Ausschussquote, vor allem bei komplexen Geometrien. Der deutlich reduzierte Spritzdruck führt dazu, dass die Werkzeuge weniger starkem Verschleiß ausgesetzt sind. Damit steigen ihre Betriebszeiten und die Instandhaltungskosten sinken.

Umfangreiche Erfahrungen in Sachen Einsparpotenzial von fließverbesserten Marken bei der Verarbeitung liegen für Ultradur® High Speed vor, denn das gut fließende PBT ist seit sechs Jahren auf dem Markt. Daher wurden an diesem Material weitergehende Untersuchungen zur Energieeffizienz beim Spritzguss durchgeführt.

Eine detaillierte Analyse der Spritzgießparameter erlaubt es, die Vorteile genau zu ermitteln, die eine verbesserte Fließfähigkeit dem Kunststoffverarbeiter bieten. In erster Linie lässt sich durch bessere Fließfähigkeit die Temperatur beim Spritzgießen senken: PBT Ultradur B4300 G6 High Speed kann 30 Grad Celsius kälter verarbeitet werden als das entsprechende Standardmaterial bei sonst gleicher Prozess- und Bauteilqualität. Wichtig für den Kunststoffverarbeiter ist, welcher genauen Energieeinsparung dieser Wert entspricht.

Effizienter Spritzguss

Auf einer elektrischen Spritzgießmaschine reduziert sich zunächst die Heizarbeit, die etwa 80 Prozent des Gesamtenergiebedarfs ausmacht. Hier können 10 Prozent der Leistungsaufnahme der Maschine eingespart werden. Durch die kältere Verarbeitung verringert sich die Zykluszeit um 20 Prozent, was zu einer zusätzlichen Energieeinsparung von ebenfalls 20 Prozent führt. So lässt sich im hier untersuchten Fall, der für viele Standardspritzgießvorgänge repräsentativ ist, eine Energieeinsparung von insgesamt 30 Prozent erzielen.

Ein Verwandter des High-Speed-Polyamids, das Ultramid® A3WG10 High Speed, das seit 2008 auf dem Markt ist, wird bei Tyco Electronics, einem der weltweit führenden Hersteller von elektronischen Bauelementen, in Serie eingesetzt. Eine Zentrierleiste kommt bei der Herstellung elektronischer Schaltungen im Fahrzeug zum Einsatz und besteht aus diesem leicht fließenden Material.

Präzise Fahrzeugelektronik

Die Zentrierleiste verfügt über 200 Durchbrüche mit einem Durchmesser von jeweils nur 0,5 Millimetern und Wanddicken von nur 0,2 Millimetern. Für ein derart komplexes, dünnwandiges Design, bei im Vergleich dazu hoher Gesamtgröße, ist ein Material notwendig, das sich in kürzester Zeit durch die schmalen Stege drückt und diese sicher füllt.

Die Vorzüge des innovativen Kunststoffs sind bei diesem besonders anspruchsvollen Bauteil neben seiner Fließeigenschaft vor allem seine hohe Dimensionsstabilität, die unter anderem dafür sorgt, dass die winzigen Öffnungen genau dort sitzen, wo sie hingehören, denn mit ihrer Hilfe sollen viele Metallkontakte fehlerfrei positioniert werden. Darüber hinaus wird mit dem gut fließenden Produkt der Spritzdruck halbiert, das Werkzeug geschont, der Verschleiß am Werkzeug mit seinen vielen filigranen Kernen reduziert und der Anteil an Ausschuss verringert.

Fließoptimiert und farbig

Einen weiteren Vorteil bieten die fließoptimierte PA-66-Typen durch ihre geringe Eigenfarbe. So lassen sie sich auch in hellen Farbtönen bei Bedarf direkt vom Kunststoffverarbeiter einfärben. Zum Einsatz kommen diese Produkte vor allem in der Autoelektronik-Industrie: Hier wird heute eine Vielzahl von Farben und Farbcodes verwendet, die zur einfachen und sicheren Montage und Zuordnung verschiedener Stecker und Buchsen dienen.

Mit dem Ultramid B High Speed ergänzt die BASF nun das bereits vorhandene PA- und PBT-Sortiment an fließverbesserten Materialien. Der erste Vertreter der Gruppe, das mit 30 Prozent Glasfasern verstärkte Ultramid® B3WG6 High Speed, steht ab November 2010 in Mustermengen zur Verfügung. In Kürze kommen weitere Fasergehalte, hochgefüllte Spezialprodukte und schlagzäh modifizierte Varianten hinzu.csc

Erschienen in Ausgabe: 08/2010