OberFLächenbehAnDLunG In Der MeDIzIntechnIk - Freudenberg ...
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Ausgabe 3_2011<br />
FFD IM<br />
DIALOG<br />
Mehr <strong>In</strong>formationen unter www.forschungsdienste.de<br />
Oberflächenbehandlung in der<br />
Medizintechnik<br />
u Möglichkeiten in der Abteilung Oberflächentechnik S. 4<br />
<strong>Freudenberg</strong><br />
Forschungsdienste KG
<strong>In</strong>haltsverzeichnis<br />
2 <strong>In</strong>halt<br />
1. Vorwort S. 3<br />
2. Oberflächenbehandlung in der Medizintechnik S. 4<br />
3. Sol-Gel Technologie S. 8<br />
4. Workshop Ankündigung S. 14<br />
5. FFD meets LED S. 15<br />
6. Neues von den Senior Scientists S. 18<br />
7. Vorsicht Erfindung S. 20<br />
8. Seminare S. 21<br />
LED-Röhre
Vorwort<br />
Liebe Geschäftsfreunde,<br />
die Mitarbeiter der Forschungsdienste wollen Kundennähe gestalten und leben<br />
– das ist uns wichtig! Dabei sind unsere Kunden sehr unterschiedlich und bei<br />
näherer Betrachtung kann man heute mindestens fünf verschiedene Kundensegmente<br />
identifizieren.<br />
Traditionell haben die Forschungsdienste natürlich zu den Kunden am Standort<br />
in Weinheim und der näheren Umgebung eine besondere Beziehung, die<br />
durch viele persönliche Kontakte geprägt ist. Auch zu vielen anderen Standorten<br />
der <strong>Freudenberg</strong> Gruppe gibt es langjährige Kundenbeziehungen. Obwohl<br />
hier vieles vertraut und bekannt ist, wollen wir doch immer wieder auch mit<br />
neuen Dingen überraschen. Im Beitrag von Frau Dr. Katharina Müller werden<br />
Sie sehen, dass auch eine scheinbar bekannte Technologie wie das Sol-Gel-<br />
Verfahren, dessen Grundlagen bereits zur Mitte des 19. Jahrhunderts gelegt<br />
wurden, durch neue Erkenntnisse der Nanotechnologie gerade in den letzten<br />
zehn Jahren besondere Fortschritte gemacht hat. Diese führen heute zu faszinierenden<br />
Möglichkeiten z.B. für Vliesstoffe oder auch für Dichtungsanwendungen.<br />
<strong>In</strong> den letzten Jahren wurde das Portfolio der <strong>Freudenberg</strong> Gruppe durch<br />
Akquisitionen (z.B. Burgmann, Surtec) kontinuierlich erweitert und über neue<br />
Technologien ergänzt. Einerseits können die Forschungsdienste hier mit bereits<br />
existierenden Kompetenzfeldern unterstützen, andererseits müssen diese gezielt<br />
vervollständigt und ausgebaut werden.<br />
<strong>In</strong>sbesondere die für <strong>Freudenberg</strong> neuen Marksegmente Medizintechnik sowie<br />
Öl & Gas stellen die Forschungsdienste vor weitere Herausforderungen. Hier<br />
sind uns teilweise die Märkte noch wenig vertraut und es werden innovative<br />
Technologien gefordert. Erste Erfolge der Oberflächentechnik für die Medizintechnik<br />
zeigt in diesem Zusammenhang Frau Dr. Anke Zeller in ihrem Beitrag.<br />
Ein wichtiges Kundensegment stellen unsere externen Kunden mit ihren vielfältigen<br />
Anforderungen dar. <strong>In</strong>sbesondere die Schadensanalyse ist hier eine<br />
oft nachgefragte Dienstleistung. Unser Senior Scientist Dr. Michael Ballhorn<br />
beschreibt in seinem Beitrag, wie man „aus Schaden klug“ wird. Das fand<br />
auch die IHK Rhein-Neckar, die Herrn Dr. Ballhorn zum öffentlich bestellten<br />
und vereidigten Sachverständigen für „Schadensanalysen an Verklebungen und<br />
Verbunden“ ernannt hat.<br />
Ich wünsche Ihnen viel Vergnügen bei der Lektüre und viele neue Anregungen<br />
für Ihre Arbeit.<br />
Ihr<br />
Jörg Böcking<br />
Vorwort<br />
3
Möglichkeiten in der Abteilung Oberflächentechnik<br />
<strong>OberFLächenbehAnDLunG</strong><br />
ächenbeh<br />
<strong>In</strong> <strong>Der</strong> MeDIz<strong>In</strong>technIk<br />
4<br />
Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />
<strong>In</strong> der Medizintechnik finden verschiedenste Werkstoffe und Materialien<br />
ihren Einsatz, die oftmals erst durch eine Oberflächenbehandlung<br />
den Endanforderungen an das spätere Produkt gerecht<br />
werden können. Die Abteilung Oberflächentechnik der<br />
<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG in Weinheim beschäftigt sich<br />
mit klassischen, aber auch modernen nasschemischen, wie auch<br />
plasmatechnischen Beschichtungsverfahren, die maßgeschneider-<br />
te Einstellungen der Oberflächeneigenschaften ermöglichen. Erzielbare<br />
Effekte sind beispielsweise die Reduzierung von Reibung,<br />
eine Verbesserung der Haptik, die Einführung chemischer Funktionalitäten<br />
und eine verbesserte Medienbeständigkeit der Materialien.<br />
Schmutz- und ölabweisende Effekte können durch eine<br />
oleophobe Ausstattung der Oberfläche erzielt werden. Farbige<br />
Beschichtungen ermöglichen eine gezielte Steuerung der Lichtdurchlässigkeit<br />
transparenter Grundwerkstoffe. Aber auch nur die<br />
Optik kann durch farbige Beschichtungen verändert werden.
Abb. 1: Atmosphärendruckplasmadüse und Niederdruckplasmakammer<br />
Bei den <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdiensten werden Fragestellungen<br />
wie beispielsweise das Einstellen der Oberflächenenergie bzw. der<br />
Benetzbarkeit oder eine Anpassung der Haftungseigenschaften bearbeitet.<br />
Plasmaprozesse erlauben es zudem, mehrere Funktionalitäten<br />
in einem Prozess zu realisieren,<br />
sodass etwa eine bioaktive<br />
Schicht mit guter Haftung an das<br />
entsprechende Substrat in einem<br />
Prozess erzeugt werden kann.<br />
Die Oberflächen werden auf umwelt-<br />
und ressourcenschonende<br />
Weise im Plasma beschichtet,<br />
aktiviert oder auch plasmageätzt.<br />
Ohne Emission von Lösungsmitteln<br />
und ohne zeitaufwendige<br />
Trocknungsprozesse können verschiedenste<br />
Bauteil-Geometrien<br />
im Niederdruck- oder im Atmosphärendruckplasmafunktionalisiert<br />
werden.<br />
Abb. 2: Niederdruckplasma Doppel-Trommelanlage<br />
Dazu steht im Technikum der<br />
<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste<br />
eine vielfältige Anlagentechnik<br />
zur Verfügung. Kleinteile können<br />
in Schüttgutprozessen im Niederdruck<br />
behandelt werden. Atmosphärendruckplasmen<br />
eignen<br />
sich besonders für die <strong>In</strong>tegration<br />
in bestehende Prozessketten.<br />
Hierzu setzen wir je nach geometrischen<br />
Anforderungen Plasmadüsen<br />
oder Anlagen zur Behandlung<br />
und Beschichtung von<br />
Bahnenware ein. Vliesstoffe, Folien<br />
und Textilien werden großflächig,<br />
effizient, kostengünstig und<br />
schnell mit einer „Rolle-zu-Rolle“-<br />
Anlage funktionalisiert.<br />
Abb. 3: Atmosphärendruckplasmaanlage<br />
Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />
5
6<br />
<strong>In</strong> Zusammenarbeit mit den verschiedenen <strong>Freudenberg</strong> Teilkonzernen<br />
und Anlagenherstellern werden die ausgearbeiteten Prozesse<br />
kontinuierlich weiterentwickelt, um stetig die Produkteigenschaften<br />
zu verbessern. Wir unterstützen die Übertragung der Technologien<br />
und der bei uns entwickelten Prozesse in die verschiedenen<br />
<strong>Freudenberg</strong>-Bereiche, um dort vor Ort durch spezifische Oberflächenbehandlungen<br />
einen erhöhten Mehrwert von Produkten und<br />
Produktgruppen zu erzielen.<br />
So berät und unterstützt FFD andere <strong>Freudenberg</strong>-Teilkonzerne<br />
bei der Auswahl geeigneter Beschichtungsverfahren für kundenspezifische<br />
Anforderungen an die verschiedenen Produkte. Das<br />
<strong>Freudenberg</strong> Tochterunternehmen Helix Medical Europe mit Sitz<br />
in Kaiserslautern entwickelt und fertigt Silikon- und Thermoplastkomponenten<br />
für die medizintechnische, biotechnologische und<br />
pharmazeutische <strong>In</strong>dustrie. Das Produktportfolio von Helix beinhaltet<br />
unter anderem Schläuche aus Silikon, die z. B. in Kathetern<br />
eingesetzt werden.<br />
Abb. 4: Schlauchmaterial aus dem Produktportfolio der Helix Medical Europe KG<br />
Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />
Dieser Werkstoff ist für medizinische Anwendungen aufgrund der<br />
guten Biokompatibilität, seiner hohen Elastizität und einer guten<br />
Beständigkeit gegenüber verschiedenen Medien sehr gut geeignet.<br />
Eine Silikonoberfläche ist jedoch klebrig und daher auch<br />
stark schmutzanziehend. <strong>Der</strong> hohe Reibungskoeffizient erschwert<br />
zusätzlich den Einsatz für Anwendungen in denen ein gutes Gleiten<br />
gefordert ist, wie z. B. als Endoskopiekatheter. Eine aktuelle<br />
Fragestellung ist auch die <strong>In</strong>nenbeschichtung von Schläuchen für<br />
Herzschrittmacher-Anwendungen. Durch Plasmabehandlung von<br />
Silikonformteilen kann nicht nur die Haptik verbessert, sondern<br />
auch eine problemlose Vereinzelung klebriger Teile im Produktionsprozess<br />
erzielt werden. Auf diese Weise kann nicht nur ein<br />
Mehrwert der Produkte, sondern auch eine Vereinfachung des<br />
Produktionsprozesses erzielt werden. <strong>In</strong> naher Zukunft plant Helix<br />
Medical Europe in Kaiserslautern eine Plasmaanlage in der Reinraumproduktion<br />
vor Ort in Betrieb zu nehmen.<br />
Ein bekanntes Beispiel für kommerzielle, medizinisch zugelassene<br />
Beschichtungen sind sogenannte Parylene-Beschichtungen. Diese
Beschichtungen sind hydrophob, inert, transparent, porenfrei, biokompatibel,<br />
biostabil und zeigen hervorragende Barrierewirkungen<br />
gegenüber Feuchtigkeit, Chemikalien und Gasen. Die Beschichtungen<br />
besitzen zudem eine hohe Dielektrizitätsbarriere. Parylene-<br />
Beschichtungen können durch Abscheidung aus der Gasphase auf<br />
praktisch allen Materialoberflächen in dünnen Schichten (0,1 bis<br />
100 µm) erzeugt werden. Neben dem Einsatz in der Medizintechnik<br />
(z. B. bei Schläuchen, Kathetern, Stents, medizinischer Elektronik,<br />
u. a.) werden sie auch in der Automobilindustrie, Luft- und<br />
Raumfahrt, Elektronik und vielen anderen Gebieten eingesetzt. Es<br />
lassen sich vier Parylene-Typen (N, C, D, HT ® ) unterscheiden. <strong>Der</strong><br />
grundlegende Typ ist Parylene N (Poly-para-Xylen), der sich durch<br />
eine gute Spaltgängigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten<br />
auszeichnet. Parylene C ist eine einfach chlorierte Form vom<br />
Parylene N-Typ, bei dem ein Wasserstoffatom durch ein Chloratom<br />
ersetzt ist. Die besonderen Charakteristika dieses Parylene-Typs sind<br />
eine hohe chemische Beständigkeit und eine sehr hohe Barrierewirkung<br />
gegenüber Gasen und Feuchtigkeit. Parylene D, bei dem zwei<br />
Wasserstoffatome durch Chloratome ersetzt sind, gilt seit langem<br />
mit einer Dauer-Einsatztemperatur von 100 °C als „Hochtemperatur-<br />
Parylene“. Im Einsatz bei noch höheren Temperaturen wurde Parylene<br />
D jedoch von einem neueren Typ, Parylene HT ® , abgelöst.<br />
Hierbei handelt es sich um ein fluoriertes Parylene, das neben einer<br />
hohen UV-Beständigkeit die höchste Spaltgängigkeit und den geringsten<br />
Reibungskoeffizient, sowie die höchste Servicetemperatur<br />
von 350°C im Vergleich zu den vorher genannten Parylene-Typen<br />
aufweist. Parylene HT ® ist eine eingetragene Handelsmarke von<br />
Specialty Coating Systems, <strong>In</strong>c.<br />
Die Plasmatechnologie bietet Potential für eine Vielzahl weiterer<br />
Anwendungsfelder in der Medizintechnik. Plasmaunterstützt können<br />
beispielweise biokompatible, amorphe und diamantartige<br />
DLC-Schichten (Diamond-Like Carbon) hergestellt werden. <strong>Der</strong>artige<br />
Schichten werden aktuell u.a. bei Werkzeugbeschichtungen,<br />
im Automobilbau, im Sanitärbereich, aber auch in der Medizintechnik<br />
für verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt. Ein sehr<br />
niedriger Reibungskoeffizient, sehr gute Verschleißeigenschaften<br />
und die Härte der Schicht führen zu einer deutlich höheren Stabilität<br />
von Implantaten im Körper und erhöhen damit die mögliche<br />
Tragezeit für die Patienten. Durch den Einbau verschiedener<br />
chemischer Elemente werden DLC-Schichten oftmals noch weiter<br />
an spezielle Anforderungen angepasst. So lässt sich bspw. eine<br />
antibakterielle Wirkung durch die Dotierung mit Metallen (Silber<br />
u. ä.) erzeugen.<br />
Oberflächenbehandlungen bieten in der Medizintechnik zahlreiche<br />
Möglichkeiten, die Produkteigenschaften im Hinblick auf die<br />
jeweiligen Anforderungen maßzuschneidern. Für die Zukunft ist in<br />
diesem Themenfeld ein weiterer Aufbau von internen Möglichkeiten<br />
bei und für <strong>Freudenberg</strong> geplant.<br />
Ihre Ansprechpartnerin:<br />
Dr. Anke Zeller<br />
Oberflächentechnik<br />
Tel.: 06201 - 80 73 11<br />
Fax: 06201 - 80 30 63<br />
anke.zeller@freudenberg.de<br />
Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />
7
Chemie und Nanotechnik<br />
SOL-GeL<br />
technOLOGIe<br />
8<br />
Sol-Gel Technologie<br />
Das innovative Verfahren der Sol-Gel Technologie bietet für ein<br />
großes Unternehmen wie <strong>Freudenberg</strong> ein viel versprechendes<br />
Potential bestehende Produkte zu verbessern oder neue zu entwickeln.<br />
Daher haben wir uns bei den <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdiensten<br />
in der Abteilung Chemie und Nanotechnik mit der Sol-<br />
Gel-Chemie auf theoretischer Grundlage beschäftigt und möchten<br />
in dem folgenden Artikel die Möglichkeiten dieser Technologie<br />
zusammenfassen.<br />
einleitung<br />
Bildmaterial der Flad & Flad Communication GmbH, www.flad.de<br />
ein Werkzeug der nanotechnologie<br />
<strong>Der</strong> Wortbestandteil „nano“ stammt aus dem Altgriechischen „Nanos“<br />
und wird mit „Zwerg“ übersetzt. Im Bereich der Wissenschaft<br />
wird „nano“ als Vorsilbe für „milliardstel Teil“ (0,000000001<br />
bzw. 10 -9 ) benutzt. <strong>In</strong> der Nanotechnologie dreht sich alles um<br />
Größen im Nanometer (nm)-Bereich, also um Strukturen und Materialien,<br />
die in mindestens einer Raumrichtung (Länge, Höhe und/<br />
oder Breite) eine Größe zwischen 1 nm und 100 nm aufweisen.<br />
Dabei geht es um die Herstellung, Untersuchung und Anwendung<br />
dieser winzigen Strukturen, die mindestens 50.000 mal kleiner<br />
sind als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Aber nicht
nur die Größe der Nanobausteine ist entscheidend um zur Nanotechnologie<br />
zu zählen, sondern auch die neuen Eigenschaften, die<br />
sich aus der kleinen Größe ergeben. So kann sich zum Beispiel<br />
bei einem Material die Farbe ändern, nur weil es eine kleinere<br />
Abmessung aufweist oder es zeigt auf einmal besondere elektronische<br />
Eigenschaften oder verändert sein magnetisches Verhalten.<br />
Zusammenfassend lässt sich formulieren, dass je nachdem was<br />
für ein Material als Nanostruktur, -schicht, oder -partikel vorliegt,<br />
sich die unterschiedlichsten chemischen, biologischen oder physikalischen<br />
Eigenschaften ändern können. Um diese Eigenschaftsänderungen<br />
für verschiedenste Anwendungen nutzen zu können,<br />
werden heutzutage viele Materialien so klein gefertigt. Dabei ist<br />
es möglich einzelne Atome (Durchmesser zwischen 0,1 – 0,4 nm)<br />
oder kleine Moleküle zu Nanomaterialien aufzubauen. Dieses<br />
Prinzip von klein nach groß wird als Bottom-up Verfahren bezeichnet<br />
und wird in Abb. 1 schematisch durch das Zusammensetzen<br />
kleinerer Bausteine dargestellt.<br />
Abb. 1: Schematische Darstellung des Bottom-up Prinzips zur Herstellung von<br />
Nanomaterialien.<br />
Ein Werkzeug zur Herstellung von solchen Strukturen, Schichten,<br />
bzw. Materialien nach dem Bottom-up Prinzip ist das Verfahren<br />
auf Basis der Sol-Gel Chemie, welches die Möglichkeit bietet,<br />
anorganische bzw. hybridpolymere Werkstoffe zu synthetisieren.<br />
Ausgehend von molekularen Vorstufen (Precursoren) kolloidaler Dispersionen<br />
(Sole) können so zum Beispiel Pulver, Fasern, Schichten<br />
aber auch Xero- oder Aerogele hergestellt werden.<br />
chemie<br />
Was passiert chemisch beim Sol-Gel Prozess?<br />
Um kolloidale Dispersionen herzustellen, werden häufig metallische<br />
Alkoholate M(OR) n mit unterschiedlichen Alkyl-Substituenten<br />
als Rest (R) verwendet. Durch die Zugabe von Wasser im sauren,<br />
neutralen oder basischen Milieu kann eine Hydrolyse ablaufen.<br />
M(OR) n + H 2 O -> M(OR) n-1 OH + ROH (I)<br />
Folgende Kondensationsreaktionen zwischen den teilweise hydrolisierten<br />
Vorläufermolekülen führen zur Ausbildung von M–O–M-<br />
Bindungen unter Abspaltung von Wasser oder Alkoholen.<br />
(RO) n-1 MOH + HOM(RO) n-1 -> (RO) n-1 MOM(RO) n-1 + H 2 O (II)<br />
Durch weitere Kondensationsreaktionen bereits kondensierter Spezies<br />
entstehen Oligomere, die bis zu nanometergroßen Partikeln<br />
anwachsen können und letztendlich das nanopartikuläre Sol bilden.<br />
Die Wechselwirkung (Anziehungskraft) zwischen den einzel-<br />
Sol-Gel Technologie<br />
9
Sol-Gel Technologie<br />
10 Sol-Gel Technologie<br />
nen Partikeln sollte dabei so klein wie möglich gehalten werden.<br />
Die entstandenen Dispersionen müssen eventuell stabilisiert werden,<br />
da aufgrund der extrem großen Oberfläche der gebildeten Partikel<br />
eine Aggregation gefolgt von einer Ausfällung stattfinden kann.<br />
trägermaterialien beispiele<br />
Glas Fenster<br />
flexible Träger Papier, Textil, Leder<br />
Metalle Chrom, Aluminium, Nickel, Gold, Silber,<br />
Stähle, Zink, Eloxal<br />
Kunststoffe Folien, Klebefolien, PE, PP, Polyester, PC,<br />
PS, PMA, PMMA, Acrylnitril, Butadien, Styrol-Copolymere,<br />
Polyacrylat, PU, PSU<br />
Keramik Spritzkeramik<br />
Knochen Knochenersatz<br />
Tabelle 1: Übersicht möglicher Trägermaterialien, die mittels Sol-Gel Technologie<br />
zu realisieren sind.<br />
Verfahren<br />
Möglichkeiten zur Sol-Gel Verarbeitung<br />
Die vielseitige Verarbeitbarkeit dieser kolloidalen Lösungen durch<br />
Sprühen, Tauchen, Schleudern, Beschichten, Gelieren und/oder<br />
Trocknen kann zu vielen verschiedenen Produkten führen. Diese<br />
Prozesse sind schematisch in Abb. 2 dargestellt und werden in<br />
den anschließenden Absätzen detaillierter beschrieben.<br />
Gelierung<br />
Bildet sich zwischen den in Lösung dispergierten Partikeln ein weitmaschiges<br />
Netzwerk aus, so wird dieser Prozess als Gel-Bildung<br />
oder auch Gelierung beschrieben, wobei ein viskoelastischer Festkörper<br />
entsteht. Sind die entstandenen Poren mit Wasser gefüllt,<br />
wird dies als Hydrogel bezeichnet, im Falle von alkoholischen Phasen<br />
im Netzwerk als Alkogel. Durch das Trocknen dieser Gele können<br />
sogenannte Xerogele entstehen, wenn bei Normalluftdruck das<br />
Lösungsmittel abgedampft wird. Xerogele weisen im getrockneten<br />
Zustand starke Strukturänderungen auf. Anschließendes Mahlen<br />
kann pulverförmige Produkte erzeugen. Ein superkritisches Trocknen<br />
bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur führt zu Aerogelen,<br />
die bei der Trocknung ca. 90 % ihres ursprünglichen Volumens<br />
beibehalten und damit sehr viel poröser sind als Xerogele. Keramische<br />
Werkstoffe können ausgehend von den getrockneten Gelnetzwerken<br />
durch Sinterprozesse hergestellt werden.
Abb. 2: Sol-Gel Verfahren und Beispiele für die dadurch entstehenden Produkte.<br />
Faserbildung<br />
Wird ein Sol unter verminderten Druck bei erhöhter Temperatur zu<br />
einer Spinnmasse eingeengt, können Gelfasern erhalten werden.<br />
Aus diesen können je nach Art des Soles nach Trocknung keramische<br />
Oxidfasern, allgemein nichtoxidische Fasern oder im speziellen<br />
Kieselgelfasern generiert werden. Eine weitere Möglichkeit ist<br />
die Beschichtung einer Faser mit Hilfe der Sol-Gel Chemie.<br />
beschichtung<br />
Im Allgemeinen lassen sich aus<br />
einem Sol die unterschiedlichsten<br />
Substrate und Substratformen<br />
zum Beispiel durch Spin Coating,<br />
Tauchen, Rakeln, Roller Coating,<br />
Fluten oder Sprühen beschichten.<br />
Spin Coating (im deutschen auch<br />
Rotationsbeschichtung genannt)<br />
wird in vielen Anwendungen<br />
benutzt, bei denen eine Seite<br />
flacher Substrate oder Objekte<br />
mit einer dünnen, gleichmäßigen<br />
Lage bzw. mit einem Film eines<br />
Materials beschichtet werden<br />
soll. <strong>Der</strong> Prozessablauf ist sche- Abb. 3: Prozessablauf beim Spin Coating.<br />
matisch in Abb. 3 dargestellt.<br />
Das aufzubringende Sol wird auf die Oberfläche des Substrates<br />
gegeben. Das Objekt wird solange auf einem Drehteller rotiert, bis<br />
das Sol gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt ist. Eventuell<br />
verbliebene Lösungsmittelreste, welche sich noch nicht während des<br />
Schleuderprozesses verflüchtigt haben, werden im Anschluss durch<br />
Trocknungsprozesse entfernt. Dabei ist die Dicke der Beschichtung<br />
Sol-Gel Technologie 11
Sol-Gel Technologie<br />
12 Sol-Gel Technologie<br />
von der Geschwindigkeit des rotierenden<br />
Tellers sowie der Viskosität<br />
und Dichte der aufgebrachten<br />
Dispersion abhängig.<br />
Beim Tauchprozess hingegen ist<br />
es möglich ein Substrat beidseitig<br />
zu beschichten, indem der Körper<br />
in ein flüssiges Sol getaucht und<br />
mit einer definierten Geschwin-<br />
Abb. 4: Prozessablauf bei der Tauchbeschichtung.<br />
digkeit unter kontrollierter Temperatur<br />
wieder herausgezogen wird (Abb. 4). Dabei sollte der Vorgang<br />
des Herausziehens möglichst vibrationsfrei vollzogen werden,<br />
um eine einheitliche Beschichtung zu gewährleisten.<br />
Anwendung und Ausblick<br />
Von historischen Anwendungen zu vielseitigen Produkten der Gegenwart<br />
Schon Mitte des 19. Jahrhunderts wurden die Grundlagen des<br />
Sol-Gel Prozesses gelegt, als Ebelman und Graham auf dem Gebiet<br />
der SiO 2 -Gele forschten. Beschichten und das Abscheiden<br />
dünner Filme auf Materialien waren die ersten Anwendungen<br />
der Sol-Gel Chemie. Es existierte bereits 1939 ein Patent, in dem<br />
das Jenaer Glaswerk Schott & Gen die Tauchbeschichtung mittels<br />
eines Sol-Gel Prozesses beschrieb. Seit 1955 arbeiteten Roy et<br />
al. mit dem Sol-Gel Prozess, um neue keramische Oxide mit sehr<br />
hohen chemischen Homogenitäten zu synthetisieren, die mit den<br />
traditionellen Pulvermethoden nicht herzustellen sind. Das Aufbringen<br />
antireflektierender Beschichtungen bei Rückspiegeln von<br />
Autos wurde schon in den 60-er Jahren kommerziell betrieben.<br />
Stöber et al. untersuchten inwiefern die Morphologie und Größe<br />
der Partikel durch Reaktionsbedingungen wie pH-Wert, Temperatur<br />
und Konzentration beeinflusst werden können. Seit den 80-er<br />
Jahren wurden weitere Bereiche wie dünne Schichten, Fasern und<br />
elektronische Anwendungen durch den Einsatz oxidischer Sol-Gel<br />
Prozesse erschlossen. Heutzutage ist es möglich mit nasschemischer<br />
Sol-Gel Technologie Nanoteilchen einer ganz bestimmten<br />
Durchmessergröße in Lösung zu synthetisieren und damit präzise<br />
Materialeigenschaften hervorzurufen. Gerade im Bereich der Beschichtungen<br />
wird die Sol-Gel Chemie benutzt, um sehr viele verschiedene<br />
Anwendungen wie Schutzschichten, optische Effekte,<br />
Passivierungen, Polituren, Sensoren, elektrisch leitende oder isolie-
ende Schichten, anorganische Membranen, elektrochrome Oberflächen<br />
und vieles mehr zu erschließen. Mittlerweile existieren ca.<br />
30 Unternehmen und mindestens genauso viele Hochschulen und<br />
Forschungsinstitute in Deutschland, die sich mit Sol-Gel Technologien<br />
beschäftigen. Die nachstehende Tabelle soll einen Überblick<br />
über erzielbare Eigenschaften geben.<br />
eigenschaften beispiele<br />
elektrische isolierend, halbleitend, elektrochrom, supraleitend, transparent,<br />
thermochrom<br />
chemische laugen- und säurebeständig, chemikalienresistent, oxidationsbeständig,<br />
korrosionsbeständig, wasserdicht, lösungsmittelbeständig,<br />
schmutzzersetzend, CO2-dicht, wasserdampfdicht,<br />
wasserdampfdurchlässig, UV-beständig, photokatalytisch, geruchszersetzend,<br />
diffusionsdicht für Metallionen<br />
mechanische verschleißbeständig, kratzfest, abriebfest, hart, rissbeständig,<br />
reibreduzierend, hitze- oder kälteresistent, geräuschreduzierend<br />
optische antireflektierend, lumineszierend, farbig, matt, metallisch glänzend,<br />
absorbierend, thermochrom,<br />
medizinisch-technische antibakteriell, biokompatibel, bewuchshemmend<br />
von Oberflächen selbstreinigend, antihaftend, haftend, hydrophil, oleophob,<br />
fingerabdruckabweisend, beschlagsmindernd, hydrophob, optimal<br />
abtropfend, leicht zu reinigen, besser gleitend, witterungsbeständig,<br />
flammhemmend<br />
Tabelle 2: Übersicht von Eigenschaften, die mittels Sol-Gel Technologie zu realisieren sind.<br />
Die Vielseitigkeit der verschiedenen Anwendungsgebiete, die von<br />
der Sol-Gel Technologie profitieren, zeigt sich in folgenden konkreten<br />
Beispielen:<br />
Brillengläser oder Solarpaneele mit Anti-Reflex Schicht<br />
Scheinwerferscheiben von Autos aus kratzfestem Polycarbonat<br />
Antimikrobielle Oberflächen aus Glas oder Kunststoff im Opera-<br />
tionssaal<br />
Hydrophile Beschichtungen mikrofluidischer Bauteile<br />
Anti-Beschlags-Schichten auf Sichtfenster von Messgeräten oder<br />
Sportbrillen<br />
Beschichtung von Sanitärkeramiken mit selbstreinigenden<br />
Schichten<br />
Korrosionsschutz-Beschichtungen auf Metallen wie Druckfedern<br />
Reibungsreduzierende Oberflächen auf Dichtungen<br />
Schmutzabweisende, leicht zu reinigende oder anti-Fingerab-<br />
druck-Schichten auf Alltagsprodukten<br />
Hochtemperaturfeste Beschichtungen von Metallen zum Einsatz<br />
bei Verarbeitungsprozessen<br />
Dünnschichten im Bereich Gas-, oder pH-Sensorik<br />
Photokatalytische Schichten auf keramischen Fliesen<br />
Pufferschichten für Supraleiter<br />
Hitzebeständige Fasern für technische Textilien<br />
Sollte der Artikel über diese vielfältigen potentiellen Anwendungsbereiche<br />
Ihr <strong>In</strong>teresse geweckt haben, stehe ich Ihnen mit langjähriger<br />
Erfahrung für weitere Fragen gerne telefonisch, per Email oder auch<br />
persönlich zur Verfügung!<br />
Abb. 5: Antifingerprint;<br />
Bildmaterial der Flad & Flad<br />
Communication GmbH,<br />
www.flad.de<br />
Ihre Ansprechpartnerin:<br />
Dr. Katharina Müller<br />
Abteilung Chemie und<br />
Nanotechnik<br />
Tel.: 06201 - 88 44 10<br />
Fax: 06201 - 88 30 63<br />
katharina.mueller@<br />
freudenberg.de<br />
Sol-Gel Technologie 13
Workshop Ankündigung<br />
nAnO Für FILter,<br />
FASer, VLIeS, ...<br />
14 Workshop Ankündigung<br />
Workshopleitung:<br />
Dr. Stefan Stangler und Dr. Katharina Müller<br />
Nanotechnologie bietet heutzutage ein großes Potential, um Anwendungen<br />
für Vliesstoffprodukte im Bereich Textilien, Filter, Haushalt<br />
oder auch Membranen für <strong>Freudenberg</strong> zu erschließen. Daher wollen<br />
wir dieses Potential mit den <strong>Freudenberg</strong> Mitarbeitern der unterschiedlichen<br />
Teilkonzerne in einem kostenlosen Workshop heraus-<br />
arbeiten.<br />
Anmeldung nur für <strong>Freudenberg</strong>-Mitarbeiter bitte an:<br />
Frau Dr. Katharina Müller,<br />
Tel.: 06201 - 80 44 10, Fax: 06201 - 88 30 63,<br />
katharina.mueller@freudenberg.de<br />
Ort:<br />
FFD Bau 32, Höhnerweg 2-4, 69465 Weinheim<br />
Gebühr:<br />
kostenlos<br />
termin:<br />
19. Oktober 2011
FFD Werkstätten<br />
FFD MeetS LeD<br />
Mit dem Schwerpunkt Energieeinsparung und effiziente Nutzung, sowie<br />
nachhaltige Kostenreduzierung im Bereich der Be- und Ausleuchtung von<br />
Büroräumen beschäftigt sich die FFD-Elektrowerkstatt seit Ende des vergangenen<br />
Jahres. Ziel ist eine deutliche Energieeinsparung unter Berücksichtigung<br />
gleichbleibender oder verbesserter Beleuchtungsqualität.<br />
Doch was bedeutet LED und was macht sie so interessant? LED ist die Abkürzung<br />
für „Light Emitting Diodes“ (Leuchtdiode) und sie ist der neue Held in der<br />
Elektrowelt. Sie ist vielseitig einsetzbar und schon jetzt in verschiedenen Geräten<br />
zu finden. Sie überträgt <strong>In</strong>formationen von Fernbedienungen, beleuchtet<br />
Uhren und gibt an, wenn sich Geräte im Stand-by-Modus befinden. Fasst man<br />
viele LEDs zusammen, sind sie u.a. verantwortlich für das Produzieren der<br />
Bilder auf einem Großbildfernseher oder das Erleuchten von Verkehrslichtern.<br />
LEDs werden als kleine Lichtröhrchen angeboten, die leicht einzubauen sind. Im Gegensatz<br />
zu gewöhnlichen Glühlampen werden sie längst nicht so warm und haben<br />
keinen Glühdraht, der sich abnutzt und abbrennt. Die Beleuchtung kommt durch<br />
Bewegung von Elektronen durch einen Halbleiter zustande. Dadurch ist es möglich,<br />
mit mehreren hell leuchtenden LEDs die gleiche Helligkeit wie durch gewöhnliche<br />
Glüh-, Spar- oder Halogenlampen zu erreichen, welche jedoch wesentlich mehr<br />
Strom verbrauchen.<br />
FFD meets LED 15
Abb. 1: Standard Kassettendeckenleuchte<br />
mit Leuchtstoffröhren<br />
FFD meets LED<br />
Abb. 2: Musterdecke im FFD-<br />
Werkstattbereich mit unterschiedlichen<br />
LED-Röhren<br />
16 FFD meets LED<br />
Wir besuchten die „Light and Building“, sowie die Fachtagung der Firmen<br />
Siemens und Osram „Building KnowLEDge“. Die Erkenntnis war ernüchternd!<br />
Es gibt für viele Anwendungsbereiche „Sonderlösungen“ und „Bausätze“ in<br />
den variantenreichsten Ausführungen. Was es allerdings z.Zt. noch nicht<br />
gibt, ist ein einheitliches Konzept bezüglich Bürobeleuchtung zwischen den<br />
Leuchtmittel- und den Lampenherstellern. Im Klartext bedeutet dies, dass die<br />
Lampengeometrie und Technologie nicht auf die neuen Anforderungen der<br />
LED-Leuchtmittel abgestimmt sind.<br />
All den Widrigkeiten zum Trotz entwickelten wir eine Möglichkeit, eine Musterdecke<br />
im FFD-Werkstattbereich mit vier umgebauten Standard-Deckenkassettenleuchten<br />
für je drei LED-Röhren zu installieren. Hier wurden diverse Varianten<br />
erhältlicher LED-Röhren eingebaut. Variiert wurden die Lichtfarbe und die Lichtstärke,<br />
sowie die Beschaffenheit des Röhrenkörpers - klar bzw. mattiert.<br />
Nach Festlegung eines LED-Leuchtentyps mit hoher Lichtstärke und mattiertem<br />
Röhrenkörper wurde das große Sitzungszimmer des EU-Betriebsrates mit 18<br />
umgebauten Deckenkassettenleuchten ausgerüstet. Mit dieser Variante wurde<br />
eine sehr gute Ausleuchtung mit angenehmer Lichtfarbe und Helligkeit erreicht.<br />
Nicht nur optisch, sondern auch ökonomisch kann sich das Ergebnis sehen lassen.<br />
<strong>Der</strong> Energieverbrauch reduziert sich pro Leuchte von 70 auf 24 Watt. Unter<br />
Berücksichtigung aller Kosten (Anschaffung, Verbrauch und Wartung) ergibt sich<br />
bei einer Lebensdauer der LED-Leuchten von größer 25 Jahren ein Einsparpotential<br />
von etwa 17.500,- € gegenüber momentan im Einsatz befindlichen Leuchtstoffröhren.<br />
Die Amortisationszeit der <strong>In</strong>vestition beträgt etwa 4 Jahre (Abb. 4).<br />
Abb. 3: LED-Röhre<br />
<strong>Der</strong> nächste Schritt war die Ausstattung eines Kommunikationsraums mit sieben<br />
LED-Strahlern, sogenannten Downlights. Hier wurde eine ausgezeichnete<br />
Lichtqualität erreicht. Auch hier reduziert sich der Energieverbrauch<br />
deutlich pro Leuchte von 70 auf 32 Watt. Die Einsparungen bezüglich der<br />
Lebensdauer von größer 25 Jahren beläuft sich hier auf etwa 7.600,- €. Die<br />
Amortisationszeit der <strong>In</strong>vestition beträgt hier sogar nur 2,5 Jahre.<br />
Ebenfalls zu Testzwecken im Einsatz sind eine LED-Vitrinenleuchten mit unterschiedlicher<br />
Lichtfarbe, ein LED-Unterschrankbeleuchtungsband, sowie<br />
eine LED-PC-Leuchte mit USB-Anschluss. Auszuloten sind nun die optimalen
Abb. 4: Kostenvergleich Leucht-<br />
stoffröhren zu LED-Röhren<br />
Ihr Ansprechpartner:<br />
Dipl.-<strong>In</strong>g. (FH) Uwe Fleck<br />
FFD-Werkstätten<br />
Tel.: 06201 - 88 38 66<br />
Fax: 06201 - 88 48 15<br />
uwe.fleck@freudenberg.de<br />
Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Leuchtmittelvarianten, wobei die rasante<br />
Entwicklung der LED-Beleuchtungstechnik auf dem Beschaffungsmarkt<br />
scharf beobachtet werden muss. Neben den momentan noch relativ hohen<br />
Anschaffungskosten sind ganz klar die wirtschaftlichen und ökologischen<br />
Vorteile der LED in den Vordergrund zu stellen. LED-Röhren haben keine<br />
UV-Strahlung und nur wenig <strong>In</strong>frarotstrahlen. Sie enthalten kein Quecksilber<br />
und haben einen wesentlich geringeren Energiebedarf im Betrieb. Bei<br />
der Entsorgung der LED-Röhren fällt kein Sondermüll an. LED-Röhren haben<br />
nur eine minimale Wärmeausstrahlung im Vergleich zu den herkömmlichen<br />
Leuchtstoffröhren.<br />
Abb. 5: LED-Strahler (Downlight) Abb. 6: Downlight<br />
Sie haben eine Brenndauer von bis zu 50.000 Stunden und sind widerstandsfähig<br />
und schockbeständig. Außerdem sind LEDs wartungsfrei bei<br />
hoher Funktionssicherheit. Die LED-Technologie zur Büroausleuchtung steckt<br />
noch in den Kinderschuhen, entwickelt sich jedoch in enormer Geschwindigkeit<br />
weiter. Schon jetzt kann man sagen, dass diese Technologie zukunftsweisend<br />
und höchst effizient ist. Mit den momentan auf dem Markt erhältlichen<br />
LED-Leuchten und den FFD-Randbedingungen ist es bereits möglich, eine<br />
Reduzierung der Betriebskosten um ca. 75% bezogen auf die Lebensdauer<br />
von 25 Jahren zu erreichen. Aus Sicht der Umwelt sind LED-Leuchtmittel eine<br />
sehr sinnvolle, wenn auch nicht die einzige, Lösung zur Reduzierung des<br />
giftigen Abfalls aus Energiesparlampen und Leuchtstoffröhren, zur Senkung<br />
des Energiebedarfs und somit der Energiekosten.<br />
FFD meets LED 17
Dr. Michael ballhorn<br />
Schadensanalyse<br />
Tel.: 06201 - 80 3500<br />
Fax: 06201 - 88 3500<br />
michael.ballhorn@<br />
freudenberg.de<br />
Neues von den Senior Scientists<br />
18 Neues von den Senior Scientists<br />
Die Schadensanalyse<br />
Schadensfälle sind immer negativ besetzt und bedeuten für alle<br />
Beteiligten eine Stresssituation, schließlich geht es oft um sehr viel<br />
Geld. Außerdem leidet das Image des Verursachers bei großen,<br />
spektakulären Schäden in der Öffentlichkeit, bei kleineren Schäden<br />
immerhin noch in der Branche. Die Kundenbindung wird belastet.<br />
Und trotzdem heißt es: Aus Schaden wird man klug!<br />
Das stimmt aber nur, wenn man bereit ist, die Ursachen für den<br />
Schaden herauszufinden und in Zukunft zu vermeiden, und genau<br />
das ist die Aufgabe der Schadensanalyse. Die Analyse eines<br />
bereits versagten Bauteils liefert wichtige Ansatzpunkte zum<br />
Vermeiden von Ausfällen in der Zukunft. Auch wenn Schadens-<br />
analysen immer wieder für Schuldzuweisungen genutzt werden,<br />
ist das eigentliche Ziel einer Schadensanalyse, die Ausfallursache<br />
zu ermitteln, abzustellen und in Zukunft ähnliche Ausfälle zu vermeiden.<br />
Damit ist eine Schadensanalyse auch ein <strong>In</strong>strument zur<br />
Verbesserung bestehender Produkte.<br />
Es hat sich gezeigt, dass ein zielgerichtetes und systematisches<br />
Vorgehen bei der Bearbeitung von Schadensfällen eine grundlegende<br />
Voraussetzung ist, um möglichst schnell und erfolgreich die<br />
Ursache für den Schadensfall zu ermitteln. Die Vorteile, die das<br />
Hinzuziehen eines auf Schadensanalysen spezialisierten Dienstleisters<br />
mit sich bringt, liegen auf der Hand:<br />
a) Die Anzahl der zu untersuchenden Proben kann durch eine gute<br />
Bestandsaufnahme häufig stark eingegrenzt werden. Es werden<br />
weniger nicht zielführende und damit unnötige Analysen durch-<br />
geführt. Dadurch wird zum einen der Zeitraum bis zur Aufklä-<br />
rung verkürzt und zum anderen können auch Kosten eingespart<br />
werden.<br />
b) <strong>Der</strong> auf Schadensanalysen spezialisierte Dienstleister hat Er-<br />
fahrungen mit Schadensbildern. Durch den Vergleich des aktuell<br />
vorliegenden Schadensbilds mit Schadensbildern bereits bear-<br />
beiteter Schadensfälle kann die Anzahl der Untersuchungen<br />
meistens reduziert werden.<br />
c) Es liegen Erfahrungen in der Auswertung und <strong>In</strong>terpretation der<br />
Analyseergebnisse vor.<br />
d) Häufig erfordern aussagekräftige Untersuchungen spezielle<br />
Analyseverfahren, die im eigenen Hause nicht zur Verfügung<br />
stehen, aber beim Dienstleister vorhanden sind.
e) Die Untersuchungen werden von einer unabhängigen Einrich-<br />
tung durchgeführt, die neutral an die Analysen herangeht.<br />
f) Die eigenen Mitarbeiter (z.B. Produktentwickler) werden entlastet.<br />
Sie müssen deutlich weniger Zeit in die Untersuchung ausge-<br />
fallener Bauteile investieren und können sich um ihr eigentliches<br />
Tagesgeschäft kümmern.<br />
g) Bei einem Schadensfall ist Eile geboten. Es muss eine schnelle<br />
Lösung her. Deshalb neigen die Beteiligten im Schadensfall oft<br />
dazu, unkoordiniert und überstürzt Analysen durchzuführen.<br />
Die Aussagekraft der Analysen ist dann oft nur sehr begrenzt<br />
und im schlimmsten Fall ist das Beweismaterial dann zerstört.<br />
Schadensfälle bedeuten für alle Beteiligten immer eine<br />
Stresssituation. Die Kunden sind häufig ärgerlich und es kann zu<br />
sehr emotionalen Diskussionen kommen, wodurch eine weitere<br />
Zusammenarbeit erschwert werden kann.<br />
Abb. 1: Defekte Dichtung<br />
Diese Dienstleistung wird von der Abteilung Schadensanalyse der<br />
<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG seit einigen Jahren für Schäden<br />
an elastomeren und metallischen Bauteilen (Abb. 1), an Kunststoffbauteilen<br />
und an Verklebungen und Verbunden angeboten.<br />
Herr Dr. Michael Ballhorn ist nun von der IHK Rhein-Neckar zum<br />
öffentlich bestellten und vereidigten Sachverständigen für „Schadensanalysen<br />
an Verklebungen und Verbunden“ ernannt worden.<br />
Zum einen wurde damit die Qualität der bisher durchgeführten<br />
Schadensanalysen anerkannt, zum anderen erhalten zukünftige<br />
Schadensanalysen in diesem Themengebiet noch mehr Gewicht<br />
bei Auftraggebern und Endkunden.<br />
Die Erfahrung zeigt: Mit einer erfolgreichen Schadensanalyse zeigen<br />
Sie Kompetenz und verbessern sogar oft das Verhältnis zum<br />
Kunden. Durch jede Schadensanalyse wird der Erfahrungsschatz<br />
über das untersuchte Bauteil und die Anwendung vergrößert.<br />
Dann heißt es zu Recht: Aus Schaden wird man klug!<br />
Neues von den Senior Scientists 19
Vorsicht Erfindung (R. Teichgräber)<br />
20 Rubrik: Vorsicht Erfindung
Ort: Pavillon Bau 22<br />
Gebühr: Euro 890,–<br />
zuzügl. MwSt.<br />
Termin: <strong>In</strong> Planung<br />
Grundzüge der statistischen Versuchsmethodik<br />
Zielgruppe: Das Seminar richtet sich an Entwickler, Prozessingenieure,<br />
Qualitätsbeauftragte, Konstrukteure und alle, die in ihrem<br />
Arbeitsumfeld auf die Planung, Durchführung und Auswertung von<br />
Versuchen angewiesen sind und die statistische Versuchsmethodik<br />
selbst anwenden wollen.<br />
<strong>In</strong>halt: Die Seminarteilnehmer sollen den Ablauf einer statistischen<br />
Versuchsplanung von der Aufgabenanalyse über die Versuchsplanung<br />
bis hin zur Datenanalyse und Optimierung erlernen. Anhand<br />
von praxisnahen Übungen sollen die Teilnehmer in die Lage versetzt<br />
werden, relativ komplexe Problemstellungen selbständig bearbeiten<br />
zu können.<br />
Anmeldungen bitte an:<br />
Frau Ulrike Kast, Tel. 06201 80-48 80, Fax 06201 88-30 63,<br />
ulrike.kast@freudenberg.de<br />
Seminare der <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG<br />
Ort: FFD,<br />
Höhnerweg 2–4,<br />
69465 Weinheim<br />
Gebühr: Euro 1.350,–<br />
zuzügl. MwSt.<br />
Termin: 07. – 09.11.2012<br />
Ort: FFD,<br />
Höhnerweg 2–4,<br />
69465 Weinheim<br />
Gebühr: Euro 1.050,–<br />
zuzügl. MwSt.<br />
Termin: 08.+09.11.2011<br />
Schadensanalyse an kunststoffbauteilen<br />
Seminarleitung: Siljana Lietz, FFD / Dr.-<strong>In</strong>g. habil. Sonja Pongratz, VW<br />
Das Seminar richtet sich an <strong>In</strong>genieure und Techniker, die ein<br />
grundlegendes Verständnis der Schadensmechanismen bei Kunststoffbauteilen<br />
erwerben und Methoden für eine systematische Ursachenanalyse<br />
kennen lernen möchten. Im Rahmen des Seminars<br />
werden mögliche Ursachen für Schäden an Formteilen und die<br />
bei Schadensanalysen eingesetzten Untersuchungsmethoden vorgestellt.<br />
Die systematische Bearbeitung von Schadensfällen wird<br />
anhand eines Leitfadens aufgezeigt.<br />
Gummi/Metall-bindung<br />
Seminarleitung: Dr. Michael Ballhorn<br />
Das Seminar richtet sich an <strong>In</strong>genieure, Chemiker, Techniker und<br />
Werker des Arbeitsgebiets Gummi/Metall-Bindung. <strong>In</strong>halt: Gummi:<br />
Klassen, Verarbeitung und Bindefähigkeit; Metall: Reinigung,<br />
Vorbehandlung (Strahlen, Beizen, Phosphatieren), Benetzung;<br />
Bindemittel: Zusammensetzung und Wirkungsweise, Applikation,<br />
Adhäsionsmechanismen, Gummi- und Oberflächenanalytik, Vorgehensweise<br />
und Abhilfemaßnahmen bei Schadensfällen, praktische<br />
Demonstration und Übungen.<br />
Anmeldungen bitte an:<br />
Frau S. Heinzelbecker, Tel. 06201 80-5563, Fax 06201 88-5563,<br />
sonja.heinzelbecker@freudenberg.de<br />
Seminare 21
Ort: FDS-Academy<br />
Bau 75<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termin: 18./19.10.2011<br />
06./07.03.2012<br />
Ort: FDS-Academy<br />
Bau 75<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termin: 08./09.11.2011<br />
20./21.03.2012<br />
Ort: FDS-Academy<br />
Bau 75<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termin: 22./23.11.2011<br />
24./25.04.2012<br />
Ort: FDS-Academy<br />
Bau 75<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termin: 06./07.12.2011<br />
08./09.05.2012<br />
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termine: 13./14.12.2011<br />
10./11.05.2012<br />
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termin: 29./30.11.2011<br />
13./14.03.2012<br />
22 Seminare<br />
Seminarreihe „elastomerverarbeitung bei <strong>Freudenberg</strong>“<br />
Seminarleitung: Dr.-<strong>In</strong>g. Andreas Kammann<br />
Die Seminare wenden sich an technisch oder naturwissenschaftlich<br />
vorgebildete Teilnehmer, insbesondere an neue Mitarbeiter in<br />
Produktion, Entwicklung, Produktmarketing etc. Sie sollen sich mit<br />
Hilfe dieser Seminare schnell und gezielt in das für die meisten<br />
bis dahin unbekannte Gebiet der Elastomere einarbeiten können.<br />
Modul 1: Werkstoffe 1<br />
Grundlagen der Kunststoffchemie; Was ist „Gummi“?; Alterungsschutz<br />
& Füllstoffe; Weichmacher & Verarbeitungshilfen; General<br />
Purpose Rubber; Hochleistungskautschuke & Spezialitäten; Thermoplastische<br />
Elastomere (TPE); Rheologie von Elastomeren.<br />
<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />
Modul 2: Werkstoffe 2<br />
Dynamisch-mechanisches Verhalten von Kunststoffen; Haftung von<br />
Gummi; praktische Vorführung; Oberflächenmodifizierung & Tribologie;<br />
Flüssig-Silikonkautschuk (LSR); REACH; Chancen & Risiken<br />
der Nanotechnik; Rezeptoptimierung; Technische Thermoplaste<br />
als Metallersatz; Polyurethane.<br />
<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />
Modul 3: Verfahren 1<br />
Technologie des Mischens; Besichtigung Rohmischwerk, Mischprozess<br />
im <strong>In</strong>nenmischer; Alternative Mischverfahren; Entwicklung<br />
eines Mischprozesses; Grundlagen der Vulkanisation; die Vulkanisationsverfahren;<br />
Sonderverfahren; TPE-Verarbeitung; Rohlingsvorbereitung;<br />
Prozessdatenerfassung; Heizzeitrechner.<br />
<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />
Modul 4: Verfahren 2<br />
Weiterverarbeitung nach dem Mischen im <strong>In</strong>nenmischer; Alternative<br />
Mischverfahren; Ansätze zur Mischprozessoptimierung; Herstellung<br />
von Kautschuk-Bodenbelägen; Prozessoptimierung in der<br />
Elastomerverarbeitung; Endbearbeitung von Gummi-Formteilen;<br />
Energetische Betrachtung der Verarbeitungsprozesse; Rapid Prototyping;<br />
Typische Verarbeitungsfehler; Statistische Versuchsmethodik,<br />
Betriebsdatenerfassung.<br />
<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />
Modul 5: Produkte<br />
<strong>In</strong> diesem Seminarmodul werden vorzugsweise von den Entwicklern<br />
der einzelnen Produktbereiche die physikalischen Grundlagen<br />
ihrer Produktgruppen behandelt. Die Teil nehmer erhalten<br />
einen breiten Überblick über die Produktpalette von <strong>Freudenberg</strong><br />
Dichtungs- und Schwingungstechnik und von Vibracoustic.<br />
Modul 6: Werkzeugtechnik & Werkzeugreinigung<br />
Werkzeugstähle, Kaltkanaltechnik, Werkzeugbeschichtungen, Physikalisch-technische<br />
Grundlagen der Werkzeugreinigung, Mikro-<br />
strahlen, Reinigung mit Trockeneis (inkl. praktischer Vorführung),<br />
Reinigung mit Laser (inkl. praktischer Vorführung), Reinigung mit<br />
Ultraschall; Trennmittel für die Elastomerverarbeitung, Grundlagen
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 690,–<br />
Termin: 15./16.11.2011<br />
17./18.04.2012<br />
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 450,–<br />
Termin: 11.11.2011<br />
16.03.2012<br />
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 950,–<br />
Termin: 26./27.04.2012<br />
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 950,–<br />
Termin: 03./04.11.2011<br />
22./23.03.2012<br />
Ort: FFD Bau 32<br />
Gebühr: Euro 450,–<br />
Termin: 18.11.2011<br />
20.04.2012<br />
der Werkzeugtechnik, Rapid Tooling, Auslegung von Spritzgießwerkzeugen,<br />
Laserstrukturieren.<br />
Modul 7: Prüfmethoden & Analytik<br />
Statische Prüfmethoden, Dynamische Prüfmethoden, Lebensdauerabschätzung,<br />
Beständigkeitsprüfungen, Kalorische Eigenschaften,<br />
Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Elastomeranalytik,<br />
Schadensanalyse.<br />
Seminare zu anderen themen<br />
Seminarleitung: Dr.-<strong>In</strong>g. Andreas Kammann<br />
Vom kautschuk zum Gummi – ein einsteigerseminar<br />
Dieses Seminar beantwortet grundsätzliche Fragen zur Elastomerchemie.<br />
Was ist überhaupt Gummi, was ist Kautschuk? Wie wird<br />
aus Kautschuk Gummi? Wieso kommen in eine Gummimischung<br />
so viele unterschiedliche Komponenten rein? Was passiert eigentlich<br />
während der Formgebung und der Vulkanisation? Warum gibt<br />
es so viele unterschiedliche Kautschuke?<br />
Polyurethane – Materialien & Verarbeitung<br />
Grundlagen der Polymerchemie, Rohstoffe für Polyurethane, Verarbeitungstechniken<br />
(Gießen, RIM, Spritzguss, Extrusion, Schäumen,<br />
Imprägnieren, …), Mechanische und chemische Eigenschaften,<br />
Analytische Untersuchungen.<br />
Praxisseminar: einrichtung einer Spritzgießmaschine & Fehlersuche<br />
Das Seminar wendet sich an alle Maschinenbediener, die bereits<br />
erste Erfahrungen in der Elastomerverarbeitung gesammelt haben<br />
und zukünftig durch weitergehendes Prozessverständnis selbstständiger<br />
arbeiten sollen bzw. Einrichteraufgaben übernehmen. <strong>In</strong>halt:<br />
Grundlagen des Elastomerspritzgießens, Praktische Einrichtung einer<br />
Spritzgießmaschine, Fehlererkennung und Abhilfemaßnahmen.<br />
Gewerbliche Schutzrechte – Patente, Marken und Geschmacksmuster<br />
Das Seminar wendet sich an alle, die mit Entwicklung und Vertrieb<br />
von technischen Produkten befasst sind (Chemieingenieure,<br />
Chemiker, <strong>In</strong>genieure, technische Fachkräfte, Materialentwickler,<br />
Einkäufer, Verkäufer und Kaufleute). <strong>In</strong>halt: Patente, Gebrauchsmuster,<br />
Marken, Geschmacksmuster, Schutzbereich eines Patents<br />
oder Gebrauchsmusters, Patentstrategie.<br />
Weitere <strong>In</strong>formationen<br />
zu unseren Seminarangeboten finden Sie jederzeit unter:<br />
www.forschungsdienste.de<br />
Anmeldungen bitte an:<br />
Frau Ulrike Kast, Tel. 06201 80-4880, Fax 06201 88-3063,<br />
ulrike.kast@freudenberg.de<br />
Wir behalten uns vor, Anmeldungen von Wettbewerbern der <strong>Freudenberg</strong><br />
Unternehmensgruppe zurückzuweisen.<br />
Seminare 23
Impressum<br />
24<br />
<strong>Freudenberg</strong><br />
Forschungsdienste KG<br />
Herausgeber: <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG,<br />
D-69465 Weinheim<br />
Redaktionsleitung: Martin Gramlich<br />
Redaktion: Ulrike Kast, Dr. Markus Grass,<br />
Sabrina Lemke, Dr. Christof Schmitz,<br />
Dr. Ulrike Herrlich, Dr. Franka Geiß<br />
Gestaltung: Ehret Design, www.ehretdesign.de<br />
<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste kG<br />
69465 Weinheim (an der Bergstraße)<br />
Telefon +49(0)6201 80-5123<br />
E-Mail ffd@freudenberg.de<br />
www.forschungsdienste.de