Der richtige Werkstoff  für eine Dichtung

Thermoventil-Dichtung aus Moldflon® (Bild: ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)

16.09.2019 Der richtige Werkstoff für eine Dichtung

Trends und Entwicklungen im Überblick

von Dr. Patrick Klein (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH), Dr. Daniel Schiefer (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)

Die Antwort auf diese Frage ist angesichts der Vielzahl von Rohstoffen, Compounds und anwendungsspezifischen Rahmenbedingungen nicht einfach zu beantworten und erfordert viel Know-how auf verschiedenen Ebenen. Experten geben Impulse, worauf zu achten ist und wohin die Reise geht. 

Die derzeitigen Herausforderungen für Dichtungswerkstoffe auf der Basis von Fluorkunststoffen, wie z.B. PTFE oder Moldflon®, in den für uns traditionell wichtigen Branchen sehen wir in der Realisierung einer nachhaltigen Produktion und in der Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit unserer Produkte. Optimierte Werkstoffe leisten hierzu einen signifikanten Beitrag. Insbesondere für automobile Anwendungen mit hohen Stückzahlen müssen PTFE-Compounds günstige Verarbeitungseigenschaften besitzen und gleichzeitig eine sehr gute Performance als Dichtungen in der Anwendung bieten. Hier sind Compounds gefragt, die vorteilhafte Verarbeitungseigenschaften sowohl für die Halbzeugherstellung als auch für den Zerspanungsprozess besitzen.

Spritzgegossene Dichtungen aus Moldflon®, z.B. als „near net shape“ mit lediglich geringem Nachbearbeitungsaufwand oder als Fertigspritzgussteil, reduzieren den Werkstoffeinsatz deutlich. Bei komplexen Bauteilen sind auf diese Weise Materialeinsparungen von bis zu 70 % möglich. Aus den aktuellen Aktivitäten heraus zeichnet sich für uns ein Trend hin zum Einsatz von spritzgießbarem PTFE ab. Nicht nur bei den bisherigen Anwendungen im Automotive-Bereich, z.B. bei Dichtungen für Kraftstoffpumpen oder für das Thermomanagement von Verbrennungsmotoren, sondern auch in den neuen Anwendungen der Elektromobilität werden spritzgegossene Dicht- und Gleitelemente aus PTFE eingesetzt und tragen dazu bei, die Größe von Baugruppen klein zu halten. Zum Regeln von Stoffströmen, z.B. in Brennstoffzellen oder in Kühlkreisläufen von Elektroantrieben und Batterien, werden besonders reibungsarme Dichtelemente benötigt, damit elektromechanische Aktuatoren effizient eingesetzt werden können. Spritzgegossene Dicht- bzw. Gleitelemente aus PTFE bieten geringe Reibung und zusätzlich die Möglichkeit der Funktionsintegration. Für einfache und schnelle Bemusterungen von Spritzgussgeometrien aus Fluor­thermoplasten soll Moldflon® zukünftig auch im 3D-Druck verarbeitet werden. Im Bereich der Werkstoffentwicklung von klassischen PTFE-Compounds fokussieren wir unsere Aktivitäten auf die Optimierung von Gleitpaarungen, also auf das Zusammenspiel von Dichtungs- oder Gleitwerkstoff mit einer genau spezifizierten Gegenlauffläche. Anwendungen, die hier im Vordergrund der Entwicklungen stehen, sind z.B. Dichtungen und Gleitbeläge für ölfreie Kompressoren.

Dr. Patrick Klein, Entwicklungsingenieur, ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH
„Der bestmögliche Werkstoff ist ein fein abgestimmter Kompromiss aus den Eigenschaften eines Dichtungswerkstoffes einerseits und aus z.B. geringem abrasiven Verschleiß von Werkzeugen in der spanenden Bearbeitung andererseits.“ Dr. Patrick Klein, Entwicklungsingenieur, ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH
Dr. Daniel Schiefer, Entwicklungsingenieur, ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH
„Der bestmögliche Werkstoff ist ein fein abgestimmter Kompromiss aus den Eigenschaften eines Dichtungswerkstoffes einerseits und aus z.B. geringem abrasiven Verschleiß von Werkzeugen in der spanenden Bearbeitung andererseits.“ Dr. Daniel Schiefer, Entwicklungsingenieur, ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH