Hohes Potenzial, aber keine eierlegende Wollmilchsau. 3D-Drucktechnologien – Stand der Technik, Verfahren, Möglichkeiten und Grenzen

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Holger Best

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Bärbel Schäfer

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Weitere Fachartikel aus DICHT! Ausgabe 3.2017:

Dichtungstechnik Allgemein:

Wie produzieren wir heute und morgen Dichtungen und wie prüfen wir ihre Qualität? Hierüber geben die Antworten von rd. 120 Teilnehmern in der aktuellen ISGATEC-Umfrage Auskunft »1 bis 8*. Die Einschätzungen sind wieder nach Anwendern und Herstellern bzw. Lieferanten getrennt ausgewertet. Bei allen Fragen war eine Mehrfachauswahl möglich. Der 3D-Druck spielt hier derzeit eine wachsende Rolle. Beim Prototyping sehen viele Befragte ein hohes Potenzial. Bei der Serienfertigung kommt dieses Verfahren inzwischen über Achtungswerte hinaus. Das darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass diese Technologie – angesichts ihrer Einschränkungen in vielen Bereichen – auch sehr kritisch gesehen wird. Die Entwicklung bleibt spannend. [...]

Nach 40 Jahren Dichtungsforschung, -lehre, -schäden und -lösungen ist es Zeit für ein Fazit. Über immer noch zu knappe Ressourcen und den Stand der Dichtungstechnik unterhielt sich DICHT! mit Professor Dr. Werner Haas, Leiter des Bereichs Dichtungstechnik am Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart, der im Oktober in den Ruhestand geht. Mit dem Wechsel der Bereichsleitung Dichtungstechnik am IMA werden de facto auch wieder einmal die wissenschaftlichen Ressourcen reduziert. Wie wird sich dies auf Forschung, Ausbildung und Wissenstransfer auswirken?

„Wirklich negativ überrascht hat mich die öffentliche Forschungsförderung. Dass diese von einer akzeptablen Erfolgsquote über viele Jahre, fast schlagartig auf nahezu Null in der Dichtungs- und Fluidtechnik gesunken ist und Gutachter den teilweise offensichtlichen Forschungsbedarf, z.B. für die Elektromobilität, einfach negieren, hätte ich nicht für möglich gehalten. Da bin ich dummerweise im Alter von fast 63 Jahren noch eines Besseren belehrt worden.“ – Professor Dr. Werner Haas, Institut für Maschinenelemente (IMA), Universität Stuttgart

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Professor Dr. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente (IMA), Universität Stuttgart)
Flüssigdichtsysteme:

In den verschiedensten Industriebranchen werden Bauteile eingesetzt, die i.d.R. immer mehr Funktionen bei reduziertem Gewicht aufweisen. Dazu zählen auch Dichtfunktionen, die heute in modernen Leichtbauteilen integriert sind. Allerdings erfordert die Entwicklung solcher Bauteile eine andere Vorgehensweise als die klassische Dichtstellenkonstruktion. Aktuell spielt der Leichtbau in der Automobilindustrie eine entscheidende Rolle. Denn jedes eingesparte Gramm hilft, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die gesetzlichen CO2 -Vorgaben einzuhalten. Aber auch in anderen Industriezweigen gewinnt das Thema zunehmend an Relevanz – spätestens dann, wenn sich durch konsequente Reduzierung des Gesamtgewichts ein Teil der Betriebskosten einsparen lässt. Je vielfältiger die Anwendungsbereiche und technischen Anforderungen sind, umso komplexer sind die Zielvorgaben – gerade in Bezug auf die Gewichtsreduzierung. Auch die Anforderungen an Dichtungen sind in den letzten Jahren gestiegen und erfordern ein besonderes Augenmerk. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass es nicht die „eine“ Lösung gibt. Stattdessen muss jedes Produkt und jeder Prozess einzeln durchleuchtet werden.

Pöppelmann K-TECH®  verfolgt hier einen Ansatz, der Anwender von der Entwicklung bis zur Serie begleitet. Und je eher ein Kunststoff-Spezialist in den Entwicklungsprozess eingebunden wird, desto besser ist das Ergebnis. Dabei ist die Substitution von Kunststoffen ein Ansatz, Gewicht zu sparen. So werden heute, z.B. mithilfe von leistungsfähigen Polymeren, hochbelastbare Öldruckrohre, die vorher aus Aluminium gefertigt wurden, aus Kunststoff hergestellt. [...]

Julia Uptmoor (Pöppelmann Kunststoff-Technik GmbH & Co. KG)
Klebetechnik:

Die Auswahl des richtigen Klebstoffes ist heute angesichts der Fülle der Rahmenbedingungen nicht trivial. Ein herstellerneutraler Online-Klebstoffnavigator soll den Anwendern wertvolle Zeit sparen und den Dialog zu den jeweils richtigen Anbietern herstellen. Über den aktuellen Stand, erste Erfahrungen, Perspektiven und Grenzen unterhielt sich DICHT! mit Andreas Reisenzahn, Inhaber von Substratec – dem Klebstoffnavigator.

Es gibt heute zahlreiche Unterlagen und Tools zur Auswahl eines Klebstoffes. Wozu braucht man noch einen Klebstoffnavigator?
 In erster Linie, um schnell und effizient in die Fachgespräche einzusteigen, die zu einer Lösung führen. Die wenigsten haben heute Zeit für umfangreiche Vorfeldrecherchen. Und der Aufwand der klassischen Methode wird zunehmen. Denn eine moderne Welt ist ohne Klebstoffe nicht mehr vorstellbar und die Suche nach dem richtigen Fügeverfahren wird immer komplexer. Angesichts immer speziellerer Anforderungsprofile wird hier die Klebstoffrecherche nicht selten zur Tortur. In Zeiten von immer undurchsichtigeren Produktwelten  und einem Überangebot an Verklebungssystemen sind Projektverantwortliche und Verarbeiter nicht selten überfordert und verunsichert. Eine Vielzahl technischer Daten unterschiedlichster Klebstoffe gilt es hier zu kanalisieren und zu evaluieren. Zu komplexe Findungsprozesse in Kombination mit dem üblichen Projektdruck führen dann zu Fehleinschätzungen und -entscheidungen. Hohe Ausfallraten in internen und externen Belastungstests können danach die fatale Konsequenz sein. Die Vorauswahl von relevanten Fügeverfahren und Klebstoffen kostet inzwischen sehr viel Zeit, bindet hochqualifizierte Mitarbeiter und generiert somit einen nicht unerheblichen Kostenblock. [...]

Andreas Reisenzahn (Substratec)

Ob in Luftfahrt, Automobilindustrie oder Elektrotechnik: Das Kleben hat Hochkonjunktur. Gilt es den einen als Fügeverfahren der Zukunft, stehen andere Unternehmen dem Kleben nach wie vor kritisch gegenüber. Denn Kleben ist eine hochkomplexe Angelegenheit und setzt viel Wissen voraus. Wer das Fügeverfahren richtig anwendet, schafft allerdings eine wichtige Voraussetzung für Innovationen und Wettbewerbsfähigkeit.

Das Kleben ist aktuell das Fügeverfahren mit dem größten Zukunftspotenzial und zugleich wichtige Voraussetzung für Innovationen und die Verarbeitung moderner Werkstoffe. Die Gründe liegen u.a. darin, dass viele neue Produkte immer leichter werden und die Anforderungen an Energieeffizienz steigen.

Gut geklebt hält nicht nur besser
 Das Kleben löst herkömmliche Fügeverfahren wie das Nieten oder das Schweißen mehr und mehr ab. Vom Flugzeug über Windräder bis hin zu Fassaden oder unseren Schuhen: Überall begegnet man Materialien, die geklebt wurden. Denn das Kleben bietet verschiedene Vorteile:

• Klebstoffe sind leicht und können auch bei vielen modernen Werkstoffen eingesetzt werden. Damit trägt die Technologie – im Gegensatz zu klassischen Fügeverfahren – Trends wie dem Leichtbau, Materialmix, Energieeffizienz etc. Rechnung.

• Beim Kleben verteilt sich die Belastung auf eine größere Fläche und schont die Materialien. Im Gegensatz dazu ist die Produktbelastung beim Schrauben oder Nieten weniger ausgeglichen. Die Kraft greift nur an der Verbundstelle an und die hohe punktuelle Belastung kann zu Beschädigungen führen.

• Verklebte Oberflächen sind optisch attraktiver, da keine Schraubenköpfe oder Nieten sichtbar sind.

• Das Kleben ersetzt häufig weitere Arbeitsschritte, indem es mehrere Funktionen zugleich erfüllt. So ist ein aufgeklebter Deckel zugleich „Dichtung“. Wird er geschraubt, müssen sowohl Nahtstelle als auch die Schraublöcher abgedichtet werden.

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Oliver Ehrengruber (SAHLBERG GmbH)
Maschinen und Anlagen:

Die Dichtungen in einem Elektrofahrzeug werden in vieler Hinsicht andere als in einem verbrennungsmotorisch getriebenen Fahrzeug sein. Parallel dazu wird in jeder Hinsicht Neuland betreten und die Grenzen zwischen Dicht- und Klebetechnik werden oft fließend sein. Die benötigten Lösungen gibt es nicht von der Stange – viel wichtiger ist ein partnerschaftliches Konzept, diese nachhaltig zu erarbeiten.

Der grundlegende Wandel in der Geschichte des Automobils hin zur Elektromobilität setzt neue Maßstäbe. Der Marktanteil von Elektrofahrzeugen und die Produktion von Batteriezellen erhöht sich weltweit stetig. Neue Förderprogramme von Staat und Ländern unterstützen diese Entwicklung. Batteriezellen unterliegen beständiger technologischer Weiterentwicklung für höhere Leistungsfähigkeit. Die gestiegene Nachfrage erfordert höhere Produktionsraten und verstärkt den Wettbewerb. Die Zukunft fährt elektrisch – die neuen Anforderungen werden mit hoher Kompetenz in Werkstoffen und Technologien umgesetzt. Das betrifft auch die Dosiertechnik. [...]

Christian Heidinger (ViscoTec Pumpen- u.Dosiertechnik GmbH)

Automatisierung bedeutet nicht immer den Ersatz von Menschen durch Maschinen. Vielmehr gewinnt die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) eine immer größere Bedeutung, wie das Beispiel schlüsselfertiger Anlagen für automatisierte Klebeprozesse zeigt.

Mensch und Roboter arbeiten dabei, z.B. in der Endmontage, ohne trennende Schutzeinrichtungen zusammen. Sowohl zum Kleben von Finnen als auch zum Einkleben von Tanks in die Karosserie kommen sensitive LBR iiwa Leichtbauroboter von KUKA in den Anlagenkonzepten von Dürr zum Einsatz. Dieses Konzept »1 erhöht die Qualität des Klebeergebnisses, spart Zeit und senkt die Stückkosten. Nicht zuletzt profitieren die Anwender von der Platzersparnis durch die kompakte Bauweise und von der einfacheren Handhabung für den Werker. [...]

Ulrike Kroehling (KUKA Roboter GmbH), Dieter Ahlborn (Dürr Systems AG)

Die Qualität von Schaumbauteilen ist nicht zuletzt das Resultat einer optimalen Abdichtung und Entlüftung im Schäumwerkzeug. Insbesondere bei der Herstellung hochwertiger und komplexer Interieurteile wie Instrumententafeln oder Türseitenverkleidungen ist dies ein Kernthema. Das neue Dichtungssystem für Polyurethan-Schäumwerkzeuge bietet hier sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile.

Um den qualitativ hohen Ansprüchen der Automobilindustrie gerecht zu werden, ist die Wahl des richtigen Dichtungssystems ein Schlüsselfaktor für den Schäumprozess. Der Eintrag des flüssigen Polyurethans löst im geschlossenen Werkzeug eine chemische Reaktion aus, bei der Gas austritt. Kann dieses nicht entweichen, entstehen im Material Gasblasen. Diese Lunker sind aufgrund ihrer negativen Auswirkung auf die Bauteilqualität unbedingt zu vermeiden. Ein unbeabsichtigtes und unkontrolliertes Austreten des Schaumsystems während dieses Prozesses ist ebenso unerwünscht. Damit das Gas gezielt während des Schäumvorgangs entweichen kann, werden im Schäumwerkzeug Dichtungen integriert. Die Abdichtung erfolgt dabei umlaufend um die auszuschäumenden Bereiche herum. Die Wahl des richtigen Dichtungssystems ist somit maßgeblich für die optimale Ausfüllung der Kavität und darüber hinaus ausschlaggebend für eine optimale Schaumhomogenität. [...]

Martina Schierholt (FRIMO Group GmbH)

Ein Dosierergebnis hängt von vielen Faktoren ab – u.a. von der Sensorik der Anlagen. So sorgen, z.B. bei Verguss von Elektronikbauteilen oder der Herstellung von 2K-Kunststoffteilen, Drucksensoren und Wegaufnehmer für ein korrektes Mischverhältnis der Komponenten und eine möglichst vollständige Entleerung der Gebinde.

2K-Kunststoffe wie Gießharze oder Flüssigsilikone spielen bei dem Schutz moderner Elektronik eine wichtige Rolle. So bewahren Mäntel aus weichem Flüssigsilikon, z.B. in der Automobilindustrie, Zündkerzenstecker, Schalterabdeckungen oder Regensensoren vor dem Eintreten von Feuchtigkeit und damit vor Kurzschlüssen. Zu einem Feststoff aushärtende Gießharze werden dagegen vor allem als Vergussmasse für elektronische Baugruppen oder offene Kontaktstellen bei Kabeln und Leitungen genutzt. Bei beiden Kunststoffen ist die Herstellung aus zwei Komponenten, die in einem bestimmten Verhältnis zu einer flüssigen Masse vermischt werden, gleich. Beim Gießharz erstarren Harz und Härter durch eine irreversible, chemische Vernetzungsreaktion zu einem Feststoff. Beim Flüssigsilikon werden die beiden additionsvernetzenden Komponenten mithilfe einer Dosieranlage unter Druck einem Mischblock zugeführt. Die fertige Mischung wird anschließend über eine gekühlte Schnecke in das Werkzeug transportiert und vulkanisiert dort bei hohen Temperaturen in Sekunden aus. [...]

Kai Weigand (GEFRAN Deutschland GmbH)

Der 3D-Druck, im professionellen Umfeld als additive Fertigung bezeichnet, ist in aller Munde. Es vergeht kein Tag, an dem nicht über neue atemberaubende Anwendungen und Möglichkeiten berichtet wird. Quer durch alle Branchen wird z.B von der Fertigung menschlicher Organe, von Waffen und Lebensmitteln über den 3D-Druck ganzer Automobile oder ganzer Häuser berichtet – bis zur nächsten industriellen Revolution in der Fertigung. Bei aller Euphorie und mit langjähriger Erfahrung lohnt sich ein etwas differenzierterer Blick auf die unterschiedlichen 3D-Druckverfahren, deren Möglichkeiten, aber auch den Grenzen und Limitierungen.

1987 kam unter dem Oberbegriff Rapid Prototyping der erste 3D-Drucker in den USA auf den Markt, ein Stereolithographiesystem von 3D Systems. Heute ist eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren mit ganz unterschiedlichen Möglichkeiten, Qualitäten, Know-how- Voraussetzungen und Kosten verfügbar. So gibt es kostengünstige 3D-Drucker, konzipiert für den Heimanwender, die natürlich in ihren Möglichkeiten nicht im Ansatz an professionelle, industrielle Systeme heranreichen. Aber auch unter den professionellen 3D-Druckersystemen gibt es ganz unterschiedliche Verfahren. So liegt heute die erste Herausforderung in der anforderungsbezogenen Technologieauswahl, um mit dem am besten geeigneten professionellen 3Ddruckverfahren den maximalen Nutzen aus dem Einsatz des 3D-Drucks zu erzielen – eine „eierlegende Wollmilchsau“ gibt es auch bei 3D-Druckern nicht. Dies zeigt auch die Technologiebreite im Hause 4D Concepts – fünf unterschiedliche additive Verfahren werden für die Herstellung von Modellen, Prototypen und Kleinserien eingesetzt. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Peter Volz (4D Concepts GmbH)

Innovation, Fortschritt und Erfahrung – das sind die derzeitigen Schlagworte in der Maschinenbaubranche. Letztendlich sind sie gleichbedeutend mit Veränderungen – ausgelöst durch veränderte Märkte, steigende Anforderungen und komplexere Prozesse. Damit betrifft die Entwicklung zwangsläufig alle Maschinenelemente – Elastomerdichtungen und O-Ringe sind dabei oft besonders betroffen.

Blickt man zurück, so lässt sich die enorme Veränderung an kleinen, aber dennoch bedeutenden Komponenten wie der Dichtung, leichter nachvollziehen und darauf aufbauend der Ausblick in die Zukunft besser verdeutlichen. Dass die heute hergestellten Präzisions-O-Ringe und weitere Elastomerdichtungen auf die Lederverarbeitung zurückzuführen sind, ist heute kaum mehr vorstellbar. In der Zeit des 19./20. Jahrhunderts wurden Dichtungen vorwiegend aus Leder hergestellt »1. das Leder wurde dabei mit verschiedenen Wachsen, Ölen und Fetten getränkt, bearbeitet und in entsprechende Formen gebracht. Hergestellt wurden Lederdichtringe, -faltenbälge, Hut- und Topfmanschetten für unterschiedlichste Dichtungszwecke – angefangen von Wasserleitungen über Motoren und Pumpen bis hin zu hydraulischen Maschinenelementen.

[...]

Dipl.-Ing. Michael Krüger, Dipl.-Betriebsw. Henning Wrage (C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG)

Für Dosieranwendungen mit hochviskosen Materialien und niedrigem Medienverbrauch hat Scheugenpflug die Materialfördereinheit A90 C weiterentwickelt: Sie sorgt nicht nur für eine prozesssichere und störungsfreie Förderung des Vergussmaterials von der Kartusche zum Dosierer. Per Vakuumandocken lässt sich auch der Materialausschuss pro Kartuschenwechsel deutlich reduzieren. Auf der diesjährigen Bondexpo wird die A90 CV in Kombination mit der Scheugenpflug-DispensingCell vorgestellt, einer neuen Plug-and-Produce-Lösung für anspruchsvolle Wärmemanagement-Anwendungen. Bei Dicht- und Wärmemanagement-Aufgaben mit niedrigem Medienverbrauch erfolgt die Materialversorgung häufig über handelsübliche Kartuschen. Hier werden Fördersysteme benötigt, die – auch bei kleineren Volumina – eine schonende und gleichmäßige Materialförderung zum Dosiersystem sicherstellen. [...]

Mess- und Prüftechnik:

In der Automobilproduktion steigen die Ansprüche an die Dichtheit von Komponenten. Die Beachtung verschiedener Aspekte hilft, den steigenden Dichtheitsanforderungen besser und wirtschaftlich zu entsprechen.

Wenn Zulieferer und Automobilhersteller heute größere Anstrengungen zur Qualitätssicherung unternehmen müssen, hat dies mehrere Gründe. Zum einen verschärfen sich die Dichtheitsanforderungen an bestimmte Komponenten: von Common-Rail-Einspritzanlagen über Klimaanlagen mit R1234yf oder CO2 als Kältemedien bis hin zu den sicherheitsrelevanten Gasgeneratoren von Airbags. Zum anderen steigen die Stückzahlen einiger Komponenten, bei denen Dichtheit seit jeher nötig war, rasant an: Ob dies Wärmetauscher für Abgasrückführungsanlagen zur Stickoxidreduktion sind oder Ladeluftkühler für die stetig wachsende Zahl an Downsizing-Motoren mit Turboaufladung. [...]

Sandra Seitz (INFICON GmbH)

Um die Funktion einer Dichtung sicherzustellen, werden diese und die jeweiligen Dichtungswerkstoffe verschiedenen Mess- und Prüfverfahren unterzogen. Doch was leisten die einzelnen Verfahren, wo sind die Grenzen? Diese Serie gibt Konstrukteuren, Einkäufern und Qualitätsmanagern einen Überblick über die üblichen Verfahren und Praxistipps zur Einordnung der Ergebnisse. Im Folgenden werden die drei wichtigsten Verfahren der physikalischen Analytik vorgestellt:

Thermogravimetrische Analyse (TGA):
 Diese Methode bietet sich zur Beschreibung von Rezepturzusammensetzungen und zum schnellen Nachweis der Rezepturkonstanz an. Gummimischungen und elastomere Fertigteile sind vielkomponentige Gemische aus Verarbeitungshilfen, Weichmachern, Polymeren, Rußen und Füllstoffen. Sie alle spielen für die Gebrauchseigenschaften eine Rolle. Auch wenn es extrem schwierig ist, aus einem vulkanisierten Artikel die Originalrezeptur zu ermitteln, haben sich doch näherungsweise Verfahren etabliert, mit denen z.B. quantitativ die Anteile der Hauptkomponenten schnell und reproduzierbar gemessen werden können.

In der TGA wird eine Werkstoffprobe (ca. 10 mg) kontinuierlich bis zu max. 1.000 °C erhitzt und dabei der relative Gewichtsverlust über der Temperatur gemessen. Die Auswertung erlaubt die quantitative Ermittlung der Mischungsbestandteile in verdampfbare bzw. flüchtige Bestandteile (überwiegend Weichmacher), pyrolysierbare Bestandteile (überwiegend Polymer), oxidierbare Bestandteile (überwiegend Ruß) und nicht oxidierbare Bestandteile (Füllstoffe, v.a. Metalloxide), auch als Ascherest bezeichnet. [...]

>> Teil 1

>> Teil 2

>> Teil 3

>> Teil 4

>> Teil 5a

>> Teil 5b

>> Teil 6

>> Teil 7

Bernd Sprenger, Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Blobner, Dipl.-Ing. Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter GmbH)

Dichtungen werden aus den verschiedensten Gründen in der Praxis geschädigt. Neben dem Erkennen der Schadensursache werden dann mögliche Abhilfemaßnahmen wichtig – für die Instandhaltung, aber auch bereits bei der Erstausrüstung von Anlagen mit Dichtungen. Dem heutigen Praktiker stehen Elastomermischungen für fast jedes Kontaktmedium zur Verfügung. Trotz eines sehr umfangreichen Wissens über chemische Beständigkeit kommt es immer wieder zu Dichtungsausfällen aufgrund von chemisch bedingten Angriffen, da es sich hierbei oft um komplexe Vorgänge mit einigen Wechselwirkungen handelt. Dabei haben verschiedene Mischungsbestandteile und Faktoren Einfluss auf die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem chemischen Angriff:

1. das Basispolymer (z.B. EPDM, NBR usw.),

2. die Polymerarchitektur (z.B. Diengehalt bei EPDM, ACN-Gehalt bei NBR),

3. das Vernetzungssystem (z.B. bisphenolisches oder peroxidisches bei FKM),

4. die Füllstoffe (z.B. Ruße) und

5. sonstige Mischungsbestandteile (z.B. Säureakzeptorsystem bei FKM, z.B. MgO, Alterungsschutzmittel bei NBR, Weichmacher).

[...]

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Blobner, Dipl.-Ing. Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter GmbH)
Rohstoffe / Mischungen / Halbzeuge:

Für die Materialklasse der Wood Polymer Composites (WPC) wurden bisher keine umfassenden Flammschutzlösungen erarbeitet. Hinsichtlich einer stärkeren Etablierung am Markt und einer Ausweitung auf Anwendungsfelder mit Brandschutzanforderungen, wie im Bereich von Fluchtwegen oder in derElektronik, ist ein ausgereifter Flammschutz für WPC unabdingbar.

Im Rahmen der Master-Arbeit stand deshalb die Untersuchung der Wirkungsweise diverser halogenfreier Flammschutz-Kombinationen in WPC im Fokus. Dazu wurden zahlreiche Spritzgussrezepturen mit 30% Holz- und 20% Flammschutzmittel (FSM)-Anteil realisiert. Die brandschutztechnische Untersuchung der WPC-Proben erfolgte mittels LOI-, UL 94-, Glühdraht-, Einzelflammen- und Cone Kalorimeter-Test. Hierbei stellte sich heraus, dass die Brandschutzeffektivität  durch geeignete Kombinationen gegenüber den Einzel-FSM deutlich erhöht werden kann. Insbesondere die Mischungen aus 13,3% expandierbarem Graphit und 6,7% Ammoniumpolyphosphat (APP), aus 15% APP und 5% rotem Phosphor, aus 15% expandierbarem Graphit und 5% Diethylaluminiumphosphinat (DEAP), aus 15% DEAP und 5% Melaminpolyphosphat sowie aus 15% Aluminiumhydroxid und 5% Schichtsilikat überzeugten durch die insgesamt wirkungsvollsten Flammschutzresultate. In weiteren Tests wurde für diese Probenauswahl der Einfluss der jeweiligen FSM auf die Wasseraufnahme sowie die rheologischen und mechanischen Materialeigenschaften geprüft. [...]

Rebecca Weidner (Julius-Maximilians-Universität) betreut durch Professor Dr.-Ing. Martin Bastian (SKZ-KFE gGmbH)

Die Werkstoffvielfalt für Dichtungen und Formteile nimmt zu und ein Trend gilt für alle Werkstoffe: Viele Anforderungen werden über den Werkstoff gelöst, wobei verschiedene Werkstoffe miteinander konkurrieren und sich ggf. substituieren. Aktuell überwiegt aber das Lösungsangebot aller Werkstoffe und die Statements der Experten geben hier einen guten Überblick über das aktuelle Potenzial – auch in Bezug auf aktuelle Trends.

„Mit TPU können heute viele Dichtungen realisiert werden und neue Mischungen erweitern das Anwendungsspektrum kontinuierlich.“ – Joachim Möschel, Leitung Polyurethan Entwicklung, Polyurethane Devolopment Manager, Fietz Automotive GmbH

„TPE-Lösungen im Dichtungsbereich sind selten Standard, sondern anspruchsvolle und besonders technisch schwierige Spezialanwendungen. Sie erfordern viel Knowhow und den partnerschaftlichen Dialog mit den Anwendern.“ – Dr. Thomas Wagner, Produktmanagement EMEA, KRAIBURG TPE GmbH & Co. KG

„Gesetze und Normen haben einen großen Einfluss auf Entwicklung und Einsatz von Rohstoffen und Mischungen. Das ist einerseits gut, andererseits behindert es auch zuweilen den Einsatz guter Lösungen.“ – Richard Gisler, Geschäftsführer, Tec Joint AG

„Silicone werden bei wachsenden Anforderungen an Dichtungen und Formteile – quer durch alle Branchen – eine zunehmende Rolle spielen.“ – Christian Gimber, Leiter “Engineering Silicones”, WACKER SILICONES

„Bei Flachdichtungen führt der Wunsch nach Standardisierung zum Einsatz hochwertiger Mischungen.“ – Norbert Weimer, Geschäftsleitung, KLINGER GmbH

„Das optimale Compound ist nur ein Aspekt, die ganz- heitliche Betrachtung der Dichtstelle ist entscheidend.“ – Dr. Uwe Wallner, Leiter Entwicklung, ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH

„Moderne PTFE-Compounds erlauben einfachere Dichtstellenkonstruktionen und tragen damit zur Komplexitätsreduktion des Bauteils, Kostensenkung und Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit bei.“ – Gerd Beul, Product Manager PTFE and PTFE Compounds Europe, Robert Veenendaal, Application and Product Development PTFE Compounds Europe und Dr. Michael Schlipf, Consultant der Dyneon GmbH

[...]

Joachim Möschel (Fietz Automotive GmbH), Dr. Thomas Wagner (KRAIBURG TPE GmbH & Co. KG), Richard Gisler (Tec Joint AG), Christian Gimber (WACKER SILICONES), Norbert Weimer (KLINGER GmbH), Dr. Uwe Wallner (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH), Gerd Beul (Dyneon GmbH), Robert Veenendaal (Dyneon GmbH), Dr. Michael Schlipf (Dyneon GmbH)
Statische Dichtungen:

Es gibt im Bereich DICHTEN KLEBEN POLYMER technische Mittel und Wege, die auf den ersten Blick die Lösung für ein Problem zu bieten scheinen. Auf den zweiten Blick und genauer betrachtet, werden dann systembedingte Grenzen deutlich – und Probleme in der Praxis sind dann eigentlich vorprogrammiert. Diesmal steht keine technische, sondern eine grundsätzliche Fragestellung im Vordergrund: Gehen wir mit Normen richtig um?

Immer wieder fällt es bei Tagungen, Seminaren und selbst in Normensitzungen auf, dass der Status einer Norm und die Beziehung verschiedener Regelungen zueinander nicht klar sind. Sehr häufig wird davon ausgegangen, dass eine Norm rechtsverbindlich ist und umgesetzt werden muss. Diese Einstellung hält sich hartnackig. Ein Beispiel: Im Juni 2012 ist die VDI 2290 erschienen. Seit diesem Zeitpunkt wird von einigen Marktteilnehmern behauptet, dass sie umgesetzt werden muss, um die Anforderungen Industrieemissions-Richtlinie 2010/75/EU (IE-RL), des Bundesimmissionsschutzgesetzes (BImSchG) und der TA Luft zu erfüllen. Dies ist so nicht richtig, denn die Ausführungen der VDI 2290 zur maximal zulässigen Leckagerate führen nicht unbedingt zur Umsetzung des geforderten Minimierungsgebotes und somit zur Reduzierung oder Vermeidung schädlicher Emissionen. Bis zum heutigen Tage gelten die Forderungen der TA Luft und damit die Qualifizierung der Dichtungen nach der VDI 2440. Eine allgemeine Umsetzung der VDI 2290 ist allein deshalb nicht moglich, weil die geforderten Flanschberechnungen nicht alle Dichtverbindungen erfassen. [...]

>> Teil 1

>> Teil 2

>> Teil 3

>> Teil 4

>> Teil 5

Peter Thomsen (Lannewehr + Thomsen GmbH & Co. KG)

Mit der vor drei Jahren erfolgten Einführung der DIN EN 1591 4 verschärften sich die Anforderungen an die Montage von Flanschverbindungen druckbeaufschlagter Rohrleitungen und Systeme drastisch. Beim Spezialchemie-Konzern Lanxess war man sich sofort klar, dass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter diesen neuen Normvorgaben entsprechend weiterzubilden und zu geprüften Verschraubungsmonteuren für druckbeaufschlagte Rohrleitungssysteme zu qualifizieren waren.

Reichten früher die praktische Erfahrung am Arbeitsplatz und regelmäßige Tätigkeiten an Flanschverschraubungen sowie gelegentliche Auffrischungslehrgänge aus, so müssen nach den neuen Normvorgaben bestimmte Berufsgruppen heute mindestens eine Grundqualifizierungsstufe durchlaufen und – zum Befähigungsnachweis – auch eine praktische Prüfung vor einem unabhängigen Auditor erfolgreich ablegen.

Mehr als 2 Mio. Flanschverbindungen Keine leichte Aufgabe, umfasst die Gesamtbelegschaft von Lanxess an den Standorten in Leverkusen und Dormagen doch rd. 4.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Im Aufgabenbereich der zentralen mechanischen Instandhaltung gibt es in den zahlreichen Betrieben an diesen Standorten mehr als 1. Mio. Flanschverbindungen mit Durchmessern von 15 bis 600 mm an Rohrleitungen, Kolonnen, Verdampfern, Kühlwasserleitungen, Misch- und Umschlaganlagen. Am Standort Krefeld- Uerdingen kommt noch einmal eine vergleichbare Anzahl hinzu. [...]

Heike Wenke (Atlas Copco Tools Central Europe GmbH)
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