Alles fließt - BASF stellt Ultramid B High Speed vor

01.07.2010 | Ludwigshafen
Bei einem thermoplastischen Kunststoff stellt verbesserte Fließfähigkeit immer einen Vorteil bei der Verarbeitung dar, der Zeit- und damit Kosten- aber auch Energieersparnis bringt. Ohne dass es jedes Mal explizit erwähnt werden muss, ist ein während des Spritzgießprozesses leichter fließendes Material. bei sonst ähnlichen Eigenschaften. nachhaltiger als die schwer fließende Version.

Nachdem die BASF in den vergangenen Jahren zunächst das stark fließverbesserte PBT (Polybutylenterephthalat) Ultradur" High Speed und dann verschiedene Polyamid-66-Varianten - Ultramid" A High Speed - vorstellen konnte, wird das Sortiment nun komplettiert: Die neuen High Speed-Produkte sind Polyamid 6-Compounds (PA 6), die erste Variante wird Ultramid B3WG6 High Speed sein.

Ein neues Familienmitglied: Ultramid B High Speed

Die zentrale Eigenschaft des neuen Kunststoffs ist seine Fließfähigkeit. Im Fließspiralentest fließt das neue Ultramid B High Speed mindestens 50 Prozent weiter als sein konventioneller Vorgänger: Bei Fließspiralendicken von 2,5 Millimetern können sogar Fließwege bis zu einem Meter erreicht werden.

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, die Ausschussquote sinkt, 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. Alternativ können Wände aber auch dünner ausgelegt werden, wodurch das Gewicht des Bauteils abnimmt.

Im Fall eines besser fließenden Polyamid 6-Werkstoffs eröffnen sich jedoch andere Möglichkeiten: Da Großbauteile unter der Motorhaube wie Motorabdeckungen und Saugrohre, aber auch Pedale zu den wichtigsten Einsatzfeldern des technischen Kunststoffs Polyamid 6 gehören, wird ein fließverbessertes PA 6 seine Kostenvorteile zunächst vor allem in diesen Anwendungen ausspielen. Durch leichteres Fließen sinkt bei großen Bauteilen der notwendige Spritz- bzw. Fülldruck, dadurch reduziert sich die Zuhaltekraft und der Verarbeiter kann auf kleineren Maschinen produzieren. Auch das stellt einen deutlichen Mehrwert dar, denn bekanntlich steigen die Betriebskosten einer Spritzgießmaschine überproportional mit ihrer Größe.

Da zum Beispiel viele Saugrohre per Vibrationsschweißen gefügt werden, ist es wichtig zu wissen, dass das neue Ultramid B High Speed vergleichbare Schweißnahtfestigkeiten erreicht wie der klassische Vorgänger. Auch andere mechanische Eigenschaften des neuen Materials wie Steifigkeit und Festigkeit erreichen Werte in der Größenordnung des Standardmaterials. Zu den besonderen Eigenschaften zählt auch die sehr gute Oberfläche der Bauteile, die aus Ultramid B3WG6 High Speed gefertigt werden.

Schneller fehlerfrei produzieren:

Mehr Energieeffizienz beim Spritzguss

Die umfangreichsten Erfahrungen in Sachen Einsparpotenzial von fließverbesserten Marken bei der Verarbeitung liegen für Ultradur" High Speed vor, denn das gut fließende PBT der BASF ist nun bereits seit sechs Jahren auf dem Markt. Daher wurden an diesem Material weitergehende Untersuchungen zur Energieeffizienz beim Spritzguss durchgeführt. Eine detaillierte Analyse der Spritzgieß-Parameter erlaubt es, die Vorteile genau zu ermitteln, die eine verbesserte Fließfähigkeit dem Kunststoffverarbeiter bietet.

In erster Linie lässt sich durch bessere Fließfähigkeit die Temperatur beim Spritzgießen senken: Das 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 das entspricht.

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.

Zykluszeitreduktion:

Warum man Äpfel nicht mit Birnen vergleichen soll

Von zentralem Interesse bei der Beurteilung des Einsparpotenzials leichtfließender Materialien ist die Verkürzung der Zykluszeit, die durch Absenken der Verarbeitungstemperatur - bei gleichbleibendem Spritzdruck - erzielt wird. Wesentlich ist, dass Zykluszeitvergleiche bei gleicher Entformungstemperatur (des Bauteils) erfolgen, denn nur dann erhält man den Effekt, der allein durch die niedrigere Schmelzeviskosität des neuen Materials hervorgerufen wird. Am Beispiel eines verrippten Bauteils konnte eine Zykluszeitreduzierung durch Ultramid B3WG6 High Speed von bis zu 25 Prozent gemessen werden.

High-Speed-Polyamid in der Fahrzeugelektronik

Ein Verwandter des neuen High-Speed-Polyamids, das Ultramid A3WG10 High Speed (PA 66 mit 50 Prozent Glasfasern), das seit 2008 auf dem Markt ist, wird bei Tyco Electronics, einem der weltweit führenden Hersteller von elektronischen Bauelementen, seit neustem in Serie eingesetzt. Eine Zentrierleiste (engl. center plate) kommt bei der Herstellung elektronischer Schaltungen im Fahrzeug zum Einsatz und besteht aus diesem leicht fließenden Material.

Die Zentrierleiste verfügt über 200 Durchbrüche mit einem Durchmesser von nur 0,5 mm und Wanddicken von nur 0,2 mm. Für ein derart komplexes, dünnwandiges Design, bei im Vergleich dazu hoher Gesamtgröße, ist ein Material von Nöten, das sich in kürzester Zeit durch die schmalen Stege drückt und sie sicher füllt. Die Vorzüge des Kunststoffs sind bei diesem anspruchsvollen Bauteil neben seiner Fließeigenschaft vor allem seine hohe Dimensionsstabilität, die dafür sorgt, dass die winzigen Öffnungen genau dort sitzen, wo sie hin gehören, 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.

Auch die High Speed-Vertreter im Ultramid A-Sortiment zeichnen sich durch eine sehr gute Oberflächenqualität aus, was bei Sichtteilen im Motorraum genutzt wird; so zum Beispiel bei einer Zylinderkopfhaube aus Ultramid A3WG7 High Speed, die seit 2009 in China im Serieneinsatz ist.

Fließoptimiert und hell einzufärben

Einen weiteren Vorteil für die Elektro- und Elektronikindustrie bieten fließoptimierte PA 66-Typen, die eine nur geringe Eigenfarbe mitbringen und sich daher auch in hellen Farbtönen - bei Bedarf direkt vom Kunststoffverarbeiter - leicht einfärben lassen. Zu ihnen gehören Ultramid A3EG7 und Ultramid A3EG10 High Speed. Von Nutzen sind diese Produkte vor allem für die Autoelektronik-Industrie: Sie arbeitet heute mit einer Vielzahl von Farben und Farbcodes, die zur einfachen und sicheren Montage und Zuordnung verschiedener Stecker und Buchsen dienen.

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

Quelle: Pressemeldung BASF SE