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Ultraform -Broschüre (PDF, 2,4 MB) - BASF Plastics

Ultraform -Broschüre (PDF, 2,4 MB) - BASF Plastics

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<strong>Ultraform</strong> ® (POM)<br />

Hauptbroschüre<br />

<strong>Ultraform</strong> ® im Internet:<br />

www.plasticsportal.eu /ultraform


2<br />

<strong>Ultraform</strong> ®<br />

ist der Handels name für das Sortiment thermoplas-<br />

tisch verarbeitbarer copolymerer Polyoxymethylene<br />

der <strong>BASF</strong>. Das <strong>Ultraform</strong> ® Produktspektrum um-<br />

fasst vielseitig einsetzbare technische Kunststoffe<br />

mit unter schied lichsten Eigenschaften, die für den<br />

Einsatz in anspruchsvollen und hoch be lastbaren<br />

Bauteilen konzipiert sind. Die <strong>Ultraform</strong>-Marken er-<br />

füllen die an einen technischen Werkstoff ge stellten<br />

An forderungen in besonderem Maße. Sie verbinden<br />

hohe Steifigkeit und Festigkeit mit ausgezeichneten<br />

Federeigenschaften, günstigem Gleitreibverhalten<br />

und guter Maßhaltigkeit, und zwar auch bei Einwir-<br />

kung mechanischer Kräfte, bei Kontakt mit vielen<br />

Chemikalien, Kraftstoffen und anderen Medien sowie<br />

bei erhöhten Temperaturen.


ULTRAFORM ® – DER WERKSTOFF DER WAHL …<br />

… im Fahrzeugbau<br />

… in Haus und Freizeit<br />

… in industriellen Anwendungen und in der Medizintechnik<br />

DIE EIGENSCHAFTEN VON ULTRAFORM<br />

Mechanische Eigenschaften<br />

Thermische Eigenschaften<br />

Verhalten bei Belichtung und Bewitterung<br />

Verhalten gegenüber Wasser, Kraftstoffen und Chemikalien<br />

DIE VERARBEITUNG VON ULTRAFORM<br />

ALLGEMEINE HINWEISE<br />

Sterilisation<br />

Verhalten gegenüber energiereicher Strahlung<br />

Brennverhalten<br />

Elektrische Eigenschaften<br />

Sortiment<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Verträglichkeit mit anderen Thermoplasten<br />

Spritzgießen<br />

Extrusion<br />

Bearbeiten und Nachbehandeln<br />

Sicherheitshinweise<br />

Qualitäts- und Umweltmanagement<br />

Lieferform und Lagerung<br />

<strong>Ultraform</strong> ® und Umwelt<br />

Nomenklatur<br />

Einfärbungen<br />

Sachverzeichnis<br />

4<br />

6<br />

8<br />

10<br />

14<br />

16<br />

18<br />

20<br />

22<br />

30<br />

32<br />

35<br />

36<br />

37<br />

38<br />

39<br />

04 - 09<br />

10 -19<br />

20 - 33<br />

35 - 39


4<br />

<strong>Ultraform</strong> ® im Fahrzeugbau<br />

Mit <strong>Ultraform</strong> ® steht dem Konstrukteur ein techni-<br />

scher Kunststoff zur Verfügung, der viele der in der<br />

Auto mobilindustrie geforderten Eigenschaften er-<br />

füllt. <strong>Ultraform</strong> ® bietet eine hervorragende Kraftstoff-<br />

und Chemikalienbeständigkeit, geringe Quellung,<br />

gute Dauerwärmebeständigkeit und ein gutes elektrisches<br />

Isoliervermögen.<br />

Roll-over-Ventil<br />

<strong>Ultraform</strong> ® wird seit langer Zeit erfolgreich in zahlreichen Anwendungen<br />

der Automobilindustrie eingesetzt, z. B.<br />

im Kraftstoffsystem für Tankdeckel, Komponenten von Kraftstofffördermodulen<br />

(Flansche, Kraftstoffpumpen, Filtergehäuse, Schwalltöpfe),<br />

Füllstandsmessvorrichtungen, Tankentlüftungen (Roll-over-Ventile);<br />

bei Lenkung und Steuerung für Pendelstützen, Kugelschalen, Hebel,<br />

Gestänge, Sensorkomponenten;<br />

im Innenraum in Lautsprechergittern, Klipsen, Befestigungs- und<br />

Federelementen, Drucktasten, Umlenkbeschlägen und mechanischen<br />

Bauteilen von Sicherheitsgurten;<br />

im Tür- und Fensterbereich, etwa für Fensterheberkomponenten<br />

und Schiebedachkulissen;<br />

im Aussenbereich für Klipse und Elemente zur Befestigung von<br />

Anbauteilen, für Scheibenwischerklipse, Waschdüsen, mechanische<br />

und elektrische Verstellmechanismen für Spiegel und Scheinwerfer<br />

(z. B. elektromechanisch, mit Bowdenzug);<br />

im Motorraum für motorferne Klipse und Befestigungselemente;<br />

im Bereich Elektronik für Klipse, Befestigungselemente<br />

und Steckverbinder.


Tankmodul<br />

Lautsprechergitter<br />

UlTrAForM ® – DEr WErKSToFF DEr WAHl…<br />

5


6<br />

<strong>Ultraform</strong> ® in Haus und Freizeit<br />

Auch in Haushalt und Freizeit zeigt <strong>Ultraform</strong> ® seit<br />

vielen Jahren, was in ihm steckt.<br />

Dank seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften<br />

bei erhöhten Temperaturen und seiner<br />

überlegenen Heißwasserbeständigkeit hat sich<br />

<strong>Ultraform</strong> ® in Millionen von Espresso- und Kaffeemaschinen<br />

bewährt.<br />

Weitere Anwendungen:<br />

Teile von Sanitärarmaturen und Einleger von Duschbrausen<br />

Komponenten von Bewässerungs- und Beregnungsanlagen<br />

Gaszähler<br />

Gleit- und Befestigungsteile für Gardinen<br />

Funktionelle Teile in Tür- und Fensterbeschlägen<br />

Schnallen, Klipse und Befestigungselemente in Sport und Freizeit<br />

Reißverschlüsse<br />

Dämpfungselemente von Waschmaschinen<br />

Funktionelle Teile und Einsätze von Geschirrspülautomaten<br />

Komponenten von Staubsaugern<br />

Pastillenspender<br />

Funktionelle Bauteile in Spielzeugen: Federn, Klemmen, Zahnräder,<br />

Motor- und Getriebebausteine, Gleitelemente<br />

Spielzeugdrache<br />

Beregnungsdüse


Duschbrause<br />

UlTrAForM ® – DEr WErKSToFF DEr WAHl…<br />

7


8<br />

<strong>Ultraform</strong> ® in industriellen Anwend<br />

und in der Medizintechnik<br />

Auf Grund seiner äußerst vielseitigen und maßgeschneiderten<br />

Eigenschaften und hohen Zuverlässigkeit<br />

auch unter anspruchsvollen Bedingungen wird<br />

<strong>Ultraform</strong> ® in zahlreichen industriellen Anwendungen<br />

und in der Medizintechnik eingesetzt.<br />

Implantierhilfe<br />

Anwendungen für den Maschinen- und Anlagenbau sowie die Feinwerktechnik:<br />

Befestigungselemente, Kugel- und Rollenlager, Zahnräder, Getriebeteile,<br />

Ventile, Lüfterräder, Umlenkrollen, Fadenführungen von Textilmaschinen,<br />

Glieder und Verbindungselemente von Transportketten und -bändern.<br />

Speziell auf die Anforderungen und Bedürfnisse der medizintechnischen<br />

Industrie angepasst sind die Typen <strong>Ultraform</strong> ® S2320 003 PRO und<br />

W2320 003 PRO. Der Namenszusatz PRO (Profile covered raw<br />

materials only) leitet sich aus dem Anspruch her, nur ganz bestimmte,<br />

streng kontrollierte Vormaterialien einzusetzen und weist auf ein<br />

erweitertes Servicepaket für die Medizintechnik hin. Das <strong>Ultraform</strong> ®<br />

PRO-Servicepaket bietet den Nachweis und die Einhaltung maß-<br />

geblicher internationaler Normen und Prüfungen zum Einsatz von<br />

Kunststoffen in der Medizintechnik. Das umfasst unter anderem:<br />

EU Pharmakopöe (EP 5th Editition, Chapter 3.2.2 „Plastic Containers<br />

and Closures for Pharmaceutical use“)<br />

Japanese Pharmacopoeia (14th Edition, General Information,<br />

„11. Plastic Containers for Pharmaceutical Products”).<br />

Nachweis der Biokompatibilität<br />

US Pharmacopeia (USP Biological Reliability Test Class VI)<br />

ISO 10993-5 (Zytotoxizität)<br />

Lebensmitteltechnische Eignung in Entsprechung zur US Food and<br />

Drug Administration (21 CFR Food Additive Regulation)<br />

Hinterlegung des Drug Master Files (DMF) bei der FDA


ungen<br />

Von Seiten der <strong>BASF</strong> besteht die verbriefte Absicht, keine Änderungen<br />

der im Drug Master File hinterlegten Kunststoff-Rezeptur vorzunehmen.<br />

Ausnahmen bestehen nur bei externen Zwängen, zum Beispiel Änderungen<br />

der gesetzlichen Rahmenbedingungen. Darüber hinaus garantiert<br />

die <strong>BASF</strong>, bei doch notwendigen Rezepturänderungen die Kunden<br />

mindestens 36 Monate im Voraus zu informieren. Gleichzeitig werden<br />

die eigenen Zulieferer zur Rezepturkonstanz ihrer Produkte verpflichtet.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® PRO ist prädestiniert für funktionelle Komponenten wie<br />

Ventile<br />

Dosiersysteme<br />

Federn und Gleitelemente in z. B. Insulin-Pens, Inhalern<br />

Kettenglieder<br />

UlTrAForM ® – DEr WErKSToFF DEr WAHl…<br />

9


10<br />

Die Eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

<strong>Ultraform</strong> ® gehört auf Grund seines Eigenschaftsprofils<br />

zu den technischen Kunststoffen. Es lässt sich<br />

thermoplastisch verarbeiten und verfügt über ein<br />

teilkristallines Gefüge mit hohem Kristallisationsgrad.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® wird hergestellt durch Copolymerisation<br />

von Trioxan und einem weiteren Monomeren.<br />

Mechanische Eigenschaften<br />

Das Besondere an <strong>Ultraform</strong> ® ist die ideale Kombination von Festigkeit,<br />

Steifigkeit und Zähigkeit, die auf die Struktur des Produktes zurückzu-<br />

führen ist. Bedingt durch seine hohe Kristallinität ist <strong>Ultraform</strong> ® vor<br />

allem im Temperaturbereich von 50 °C bis 120 °C steifer und fester als<br />

andere technische Kunststoffe. Zwischen der niedrigen Glasübergangs-<br />

temperatur von ca. -65 °C und der Schmelztemperatur von ca. 170 °C<br />

weist <strong>Ultraform</strong> ® keine Umwandlungen auf. Hieraus ergeben sich relativ<br />

konstante mechanische Eigenschaften über einen vergleichsweise großen,<br />

technisch sehr interessanten Temperaturbereich (Abb. 1).<br />

<strong>Ultraform</strong> ® hat bei Raumtemperatur eine ausgeprägte Streckgrenze bei<br />

etwa 8 bis 12 Prozent Dehnung. Unterhalb dieser Streckgrenze zeigt<br />

es auch bei wiederholter Belastung ein gutes Rückstellvermögen und<br />

eignet sich deshalb besonders für federnde Elemente.<br />

Hinzu kommen eine hohe Zeitstand fest ig keit und eine geringe Kriechneigung<br />

(Abb. 2).<br />

Diese Eigenschaftskombination in Verbindung mit einem guten Reibungsund<br />

Verschleißverhalten prädestiniert es für technische Anwendungen.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® nimmt nur sehr wenig Wasser auf: im Normalklima (DIN<br />

50014-23/50-2) etwa 0,2 Prozent, bei vollständiger Sättigung mit<br />

Wasser bei 23 °C nur etwa 0,8 Prozent. Die physika lischen Eigenschaften<br />

der Formteile ändern sich dadurch nur so gering fügig, dass es für<br />

den Gebrauch ohne Bedeutung ist.<br />

Die mechanischen Eigenschaften können in weitem Umfang durch geeignete<br />

Elastomer-Zusätze, mineralische Füllstoffe und Glasfasern variiert<br />

werden. Elastomermodifizierte <strong>Ultraform</strong> ® -Marken behalten weitgehend<br />

Es besteht aus linearen Ketten, in denen das Co-Monomere<br />

statistisch verteilt fest eingebaut vorliegt. Diese<br />

Co-Monomer-Einheiten bewirken die hohe Stabilität<br />

von <strong>Ultraform</strong> ® bei Verarbeitung, Dauerwärme und<br />

Chemikalieneinwirkung. Die Beständigkeit von homopolymerem<br />

Polyoxymethylen wird deutlich übertroffen.<br />

ihre POM-typischen Eigenschaften, weisen aber ein wesent lich höheres<br />

Zähigkeitsniveau und Arbeitsaufnahmevermögen auf. Abhängig vom<br />

Modi fizierungsgrad sind Steifigkeit und Härte bei diesen Marken vermindert.<br />

Mineralgefüllte und insbesondere glasfaserverstärkte <strong>Ultraform</strong> ® -Marken<br />

weisen dagegen erhöhte Festigkeit, Steifigkeit und Härte aus.<br />

In Abb. 7 ist das Zähigkeits-/Steifigkeitsverhältnis ausgewählter Marken<br />

dargestellt.<br />

Verhalten bei langzeitiger statischer Belastung<br />

Aufschluss über das Dehn-, Festigkeits-, Spannungsrelaxations-Verhalten<br />

unter Dauerbelastung geben der Zeitstandzugversuch nach<br />

ISO 899 -1 und der Spannungsrelaxations-Versuch nach DIN 53441.<br />

Dargestellt werden die Ergebnisse als Kriechmodullinien (Abb. 2) und<br />

Kriech kurven (Abb. 3).<br />

Aus Abb. 4 und 5 sind die isochronen Spannungs-Dehnungslinien von<br />

Standard- und glasfaserverstärktem <strong>Ultraform</strong> ® zu entnehmen.<br />

Die hier wiedergegebenen Diagramme sind nur ein Ausschnitt aus<br />

unse ren um fangreichen Untersuchungsergebnissen. Weitere Werte und<br />

Diag ramme für andere Temperatur- und Klima beding ungen können<br />

entweder über den Ultraplaste-Infopoint abgefragt oder der Werkstoffdatenbank<br />

„Campus ® “ im Internet entnommen werden.<br />

Die bei einachsiger Zugbeanspruchung ermittelten Dimensionierungskennwerte<br />

ermöglichen es auch, das Werkstoffverhalten bei mehrachsiger<br />

Beanspruchung richtig abzuschätzen.


Schubmodul [MPa]<br />

10 4<br />

10 3<br />

10 2<br />

<strong>Ultraform</strong> ®<br />

10<br />

-50 0 50 100 150 200 250<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 1: Schubmodul in Abhängigkeit von der Temperatur (gemessen<br />

nach ISO 6721)<br />

Kriechmodul E C [MPa]<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

� = 5 MPa<br />

� = 10 MPa<br />

� = 15 MPa<br />

� = 20 MPa<br />

� = 25 MPa<br />

� = 30 MPa<br />

� = 40 MPa<br />

20<br />

0 10 102 103 104 Dauer [Stunden]<br />

Abb. 2: Kriechmodul E C von <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 in Abhängigkeit von<br />

der Belastungsdauer (gemessen nach ISO 899 -1 im Normalklima 23/50)<br />

Dehnung [%]<br />

5,0<br />

2,5<br />

30 MPa<br />

20 M Pa<br />

10 MPa<br />

2500 5000 7500 10000 12500<br />

Belastungsdauer [Stunden]<br />

Abb. 3: Kriechkurven von <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 bei 23 °C, gemessen<br />

nach ISO 899-1<br />

Zugspannung [MPa]<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

Prüftemperatur 23°C<br />

1 h 10 h 10 2 h<br />

10 5 h<br />

0<br />

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0<br />

Abb. 4: Isochrone Spannungs-Dehnungs-Linien von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N2320 003, gemessen nach ISO 899 -1<br />

10 3 h 10 4 h<br />

5 · 10 5 h<br />

Dehnung [%]<br />

Die eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

11


12<br />

Die Eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Zur Berechnung von Konstruktionselementen wie Schnapp-, Schraubverbindungen<br />

und biegebeanspruchten Trägern können die von <strong>BASF</strong><br />

entwickelten PC-Programme „Snaps“, „Screws“ und „Beams“ eingesetzt<br />

werden.<br />

Für einen mehrachsigen Spannungszustand und für allseitiges Einwirken<br />

von Wasser gelten die an Rohren aus <strong>Ultraform</strong> ® ermittelten Zeitstandfestigkeitswerte<br />

(Abb. 6).<br />

Zähigkeit<br />

Teile aus <strong>Ultraform</strong> ® bleiben in einem weiten Temperaturbereich zäh.<br />

Auf grund der sehr tiefen Glasübergangstemperatur (ca. -65 °C) besitzt<br />

<strong>Ultraform</strong> ® selbst bei -30 °C noch eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit<br />

und ausreichende Kerbschlagzähigkeit.<br />

Für Anwendungsbereiche mit erhöhten Zähigkeitsanforderungen stehen<br />

schlagzähe Marken mit abgestufter Modifizierung zur Verfügung.<br />

In Abb. 7 ist das Zähigkeits-/Steifigkeitsverhältnis dieser und anderer<br />

Marken dargestellt. Einer moderaten Einbuße an Steifigkeit steht ein<br />

beträchtlicher Zähigkeitsgewinn gegenüber.<br />

Zugspannung [MPa]<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Prüftemperatur 23 °C<br />

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0<br />

Abb. 5: Isochrone-Spannungs-Dehnungs-Linien von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N2200 G53, gemessen nach ISO 899 -1<br />

1 h<br />

10 h<br />

10 2 h<br />

10 3 h<br />

10 4 h<br />

5·10 4 h<br />

10 5 h<br />

Dehnung [%]<br />

Verhalten bei schwingender Beanspruchung,<br />

Biegewechsel festigkeit<br />

Technische Teile werden häufig durch dynamische Kräfte beansprucht,<br />

vor allem bei Wechsel- oder Schwingungsbeanspruchungen, die pe riodisch<br />

in stets gleicher Weise auf das Konstruktionsteil einwirken. Das<br />

Verhalten eines Werkstoffes gegen über solchen Beanspruchungen wird<br />

in Dauerprüfungen im Flachbiege- oder Umlaufbiegeversuch (DIN 50100)<br />

bis zu sehr großen Lastspielzahlen ermittelt. Die Ergebnisse sind in sog.<br />

Wöhler-Diagrammen dargestellt, die man durch Auftragen der aufgebrach<br />

ten Spannung über der jeweils erreichten Lastspielzahl erhält<br />

(Abb. 8).<br />

Als Dauerbiegewechselfestigkeit bezeichnet man die Spannung, die eine<br />

Probe mindestens 107 Lastspiele erträgt.<br />

Aus der Abbildung ist zu entnehmen, dass bei <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 die<br />

Spannung oberhalb von ca. 107 Lastwechseln praktisch nicht mehr abfällt.<br />

Bei der Übertragung der Prüfergeb nisse in die Praxis ist zu berücksichtigen,<br />

dass sich bei hoher Lastwechselfrequenz die Werkstücke infolge<br />

innerer Reibung stark erwärmen können. In diesen Fällen ist ebenso<br />

wie bei höherer Betriebstemperatur mit nied rigeren Werten für die Biegewechselfestigkeit<br />

zu rechnen.<br />

Vergleichsspannung [MPa]<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0,1 1 10<br />

23°C<br />

60°C<br />

95°C<br />

1 Jahr<br />

10 Jahre<br />

100 1000 10000 100000<br />

Belastungsdauer [Stunden]<br />

Abb. 6: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus <strong>Ultraform</strong> ® H4320 bei<br />

verschiedenen Temperaturen, innen und außen Wasser


Charpy-Kerbschlagzähgikeit [kJ/m 2 ]<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

N2650 Z6<br />

N2650 Z4<br />

N2640 E4<br />

N2650 Z2<br />

N2640 E2<br />

H2320 006/N/S2320 0035<br />

N2200 G53<br />

N/S2320 003<br />

N2200 G43<br />

H4320<br />

H2320 004 S1320 003/0021<br />

N2310P<br />

W2320 003<br />

S2320 003/W2320 0035<br />

N2720 M210<br />

N2720 M63<br />

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000<br />

Abb. 7: Zähigkeits-/Steifigkeitsverhältnis ausgewählter <strong>Ultraform</strong> ® Marken<br />

Spannungsausschlag [MPa]<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

N2200 G53<br />

N2320 003<br />

105 106 107 104 108 Lastspielzahl<br />

Abb. 8: Wöhler-Diagramm, von unverstärktem und verstärktem<br />

<strong>Ultraform</strong> ® ermittelt im Wechselbiege-Versuch nach DIN 50100.<br />

Normalklima 23/50 nach DIN 50014, Lastwechsel frequenz 10 Hz<br />

Zug-E-Modul [MPa]<br />

Reibungs- und Verschleißverhalten<br />

Die glatte und harte Oberfläche sowie die hochkristalline Struktur dieses<br />

Werkstoffs ermöglichen seine Anwendung für gleit be an spruchte<br />

Funktion steile. Selbst bei trockener Reibung ist nur mit einem geringen<br />

Verschleiß bei annehmbaren Gleitreibungskoeffizienten zu rechnen.<br />

Der Gleit reibungs koeffizient von <strong>Ultraform</strong> ® wird mit zunehmender<br />

Oberflächenrauigkeit des Gleitpartners kleiner, wobei aber dann der<br />

Gleitverschleiß stärker zunimmt.<br />

Eine deutliche Verbesserung des Gleit- und Abriebverhaltens zeigen<br />

die Spezialmarken <strong>Ultraform</strong> ® N2310 P, N2770 K und N2720 M210.<br />

Letzteres weist optimale Eigenschaften auf bei höheren Flächenpressungen<br />

bzw. größeren Rauigkeiten des Gleitpartners. Für die<br />

Verwendung in der Feinwerktechnik sind im allgemeinen die Marken<br />

N2310 P und N2770 K am besten geeignet.<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von UlTrAForM ®<br />

13


14<br />

Die Eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

In Abb. 9 sind der Gleitreibungskoeffizient und die Gleitverschleißrate<br />

von <strong>Ultraform</strong> ® N 2320 003 und N 2310 P als Funktion der durchschnittlichen<br />

Rautiefe dargestellt. Besonders günstig wirken sich die<br />

Eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ® N 2310 P bei geringen Rautiefen des<br />

Gleitpartners aus (Abb. 10).<br />

Ver schleiß und Reibung sind System eigen schaften, die von vielen<br />

Para metern wie Werkstoffpaarung, Tem peraturen, Ge schwindigkeiten,<br />

Belas tungen usw. abhängen. Die in Versu chen ermittelten Ergebnisse<br />

erlauben zwar eine tribologische Abschätzung, ersetzen jedoch nicht<br />

den Eignungs test unter Praxisbedingungen für die konkret vorgesehene<br />

Materialpaarung.<br />

Thermische Eigenschaften<br />

Die <strong>Ultraform</strong> ® -Standardmarken haben einen engen Schmelzebereich<br />

von etwa 164 °C bis 168 °C. Bis in die Nähe dieses Schmelzbereichs<br />

können Formteile aus <strong>Ultraform</strong> ® kurze Zeit thermisch beansprucht<br />

werden, ohne dass eine Materialschädigung eintritt.<br />

Welchen Einfluss die Temperatur auf die Festigkeitseigenschaften dieses<br />

Werkstoffes hat, ist aus den Abbildungen 11 und 12 zu ersehen.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N 2320 003 hat z. B. bei 80 °C noch die Festigkeit von<br />

Polyethylen hoher Dichte bei Raumtemperatur. Der Vorteil glasfaserverstärkter<br />

Produkte wie <strong>Ultraform</strong> ® N 2200 G53 bezüglich Steifigkeit und<br />

Festigkeit bleibt auch bei erhöhter Temperatur erhalten.<br />

Auch die Dauerwärmebeständigkeit von <strong>Ultraform</strong> ® in Luft ist ausgezeichnet,<br />

wie eine 12 monatige Lagerung bei 100 °C und 120 °C zeigt<br />

(Abb. 13). Daraus kann eine maximale Dauergebrauchs temperatur von<br />

etwa 100 °C abgeleitet werden.<br />

Formteile aus glasfaserverstärktem <strong>Ultraform</strong> ® halten lange Zeit<br />

Tempera turen bis 120 °C aus, ohne dass die Werkstoffeigenschaften<br />

durch Wärmealterung leiden (Abb. 14).<br />

Bei dauernder Wärmebeanspruchung ober halb 110 °C muss nach einiger<br />

Zeit mit leichten Verfärbungen gerechnet werden. Auch in Gegenwart<br />

von Wasser, neutralen Ölen, Fetten und Kraftstoffen sowie vielen<br />

Lö sungs mitteln ist <strong>Ultraform</strong> ® gut dauer wärmebeständig.<br />

Gleitreibungskoeffizient<br />

Gleitverschleißrate [µm/km]<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

0<br />

100<br />

10<br />

1,0<br />

0,1<br />

N2320 003<br />

N2310P<br />

N2320 003<br />

N2310P<br />

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0<br />

gemittelte Rautiefe R z<br />

Abb. 9: Gleitreibungsko effizient und Gleitverschleißrate von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N 2320 003 und N 2310 P als Funktion der durchschnittlichen<br />

Rautiefe. Probekörper technisch trocken, Gleitpartner: Stahlscheibe<br />

54 bis 56 HRC, 40 °C, p = 1 MPa, v = 0,5 m/s<br />

Verschleißrate [µm/km]<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

N2320 003 N2310 P N2770 K N2720 M210<br />

Rauigkeit der Stahlscheibe R = 2,5 µm<br />

Z<br />

p = 1 MPa<br />

R = 0,15 µm<br />

Z<br />

p = 8,8 MPa<br />

Abb. 10: Verschleißraten modifizierter Marken in Abhängigkeit von der<br />

Rauigkeit des Gleit-Reibe-Partners (Stahlscheibe); v = 0,5 m /s;<br />

max. 40 °C


E-Modul [MPa]<br />

Streckspannung [MPa]<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

N2200 G53<br />

N2320 003<br />

20 40 60 80 100 120 140<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 12: Streckspannung bzw. Zugfestigkeit gemessen nach ISO 527<br />

von unverstärktem und verstärktem <strong>Ultraform</strong> ® in Abhängigkeit von der<br />

Temperatur<br />

N2200 G53<br />

N2320 003<br />

20 40 60 80 100 120 140<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 11: E-Modul gemessen nach ISO 527 von unver stärktem und ver-<br />

stärktem <strong>Ultraform</strong> ® in Abhängigkeit von der Temperatur<br />

Streckspannung [MPa]<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

0<br />

2<br />

4<br />

6<br />

8<br />

120 °C<br />

10<br />

100 °C<br />

12<br />

Lagerdauer [Monate]<br />

Abb. 13: Lagerung in Luft bei 100 °C und 120 °C. Streckspannung<br />

von <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 in Ab hängigkeit von der Lagerdauer<br />

(gemessen nach ISO 527, v = 50 mm /min)<br />

Zugfestigkeit [MPa]<br />

150<br />

100<br />

50<br />

150 °C<br />

140°C<br />

100°C<br />

120°C<br />

1 Jahr 2 Jahre<br />

0<br />

1 10 1 10 2 10 3<br />

Lagerdauer [Tage]<br />

Abb. 14: Zugfestigkeit gemessen nach ISO 527 von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N2200 G53 in Abhängigkeit von der Warm lagerungsdauer<br />

bei 100 °C, 120 °C, 140 °C und 150 °C<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von UlTrAForM ®<br />

15


16<br />

Die Eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Verhalten bei Belichtung und Bewitterung<br />

Für einen Einsatz im Freien ist die generelle Empfindlichkeit von POM<br />

gegen UV-Strahlung zu beachten. Bei längerer Einwirkung von Sonnenlicht<br />

verlieren die Teile ihren Oberflächenglanz und verspröden. Die<br />

Aus rüstung mit UV-Stabilisatoren, z. B. bei <strong>Ultraform</strong> ® N2320 U035,<br />

bewirkt etwa eine Verdoppelung der Ge brauchsdauer. Eine zusätzliche<br />

Lichtschutzwirkung können gewisse Pigmente, z. B. Ruß, übernehmen.<br />

Verhalten gegenüber Wasser, Kraftstoffen<br />

und Chemikalien<br />

Ein polymerer thermoplastischer Werkstoff ist chemisch beständig gegen<br />

bestimmte Umgebungseinflüsse, wenn das umgebende Medium<br />

keinen Abbau, d. h. keine Verringerung des Molekulargewichts bzw. keine<br />

Verkürzung der Polymermoleküle verursacht. Die chemische Beständigkeit<br />

hängt ab von der Konzentration, der Einwirkungsdauer und<br />

-temperatur des Mediums. Von der chemischen Beständigkeit sind zu<br />

unterscheiden die Quellung (reversible Aufnahme und Abgabe eines<br />

Stoffes, z. B. eines Lösungsmittels) und die Spannungsrissbildung (Entschlaufung<br />

verknäuelter Polymermoleküle ohne chemischen Abbau).<br />

<strong>Ultraform</strong> ® weist gute bis sehr gute chemische Langzeitbeständigkeit ge -<br />

gen folgende Medien auf: Wasser, Waschlaugen, wässrige Lösungen von<br />

Salzen und die meisten der gebräuchlichen organischen Lö sungs mittel<br />

wie Alkohole, Ester, Ketone, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe),<br />

Kraftstoffe (auch methanol- und ethanolhaltige, z. B. M15, CM15,<br />

CM15A, CM15AP, E85, FAM-B, Biodiesel) sowie gegen Fette und Öle,<br />

Brems- und Kühlflüssigkeiten, und zwar auch bei höhe ren Temperaturen.<br />

Einige Lösungsmittel und Kraftstoffkomponenten, insbesondere kurzkettige<br />

Alkohole wie Methanol und Ethanol bewirken eine geringfügige<br />

(reversible) Quellung.<br />

Lösbarer Schnappverschluss<br />

Nur wenige Lösungsmittel sind bekannt, die <strong>Ultraform</strong> ® lösen, und dies<br />

meist auch nur bei erhöhter Temperatur.<br />

Spannungsrissbildung bei <strong>Ultraform</strong> ® durch Lösungsmittel oder andere<br />

Chemikalien ist nicht bekannt.<br />

Die Abbildungen 15 bis 18 zeigen die häufig überlegene Beständigkeit<br />

von <strong>Ultraform</strong> ® gegenüber vergleichbaren homopolymeren bzw. copolyme<br />

ren Wettbewerbsprodukten in Heißwasser und Kraftstoffen, die in<br />

vielen Anwendungen genutzt wird, z. B. im Sanitärbereich, in Esp ressound<br />

Kaffeemaschinen, in Geschirrspülautomaten, Waschmaschinen<br />

und in Kfz-Kraftstoffsystemen.<br />

Gegen Oxidationsmittel, organische und anorganische Säuren (pH < 4)<br />

ist <strong>Ultraform</strong> ® nicht auf Dauer beständig.<br />

Der Kontakt mit starken Säuren (z. B. Salzsäure, Schwefelsäure) sollte<br />

unbedingt vermieden werden. Dagegen greifen Al kalien selbst bei<br />

höherer Temperatur das Material nicht an.<br />

Weiterführende Angaben finden sich in der technischen Information<br />

„Verhalten von Ultramid ® , <strong>Ultraform</strong> ® und Ultradur ® gegen Chemikalien“<br />

und sind darüber hinaus vom Ultraplaste-Infopoint bzw. von der<br />

Anwendungstechnik der technischen Kunststoffe erhältlich.<br />

Sterilisation<br />

Sachgerecht und fehlerfrei gefertigte Teile aus <strong>Ultraform</strong> ® lassen sich<br />

bei 121 °C und eingeschränkt auch bei 134 °C über eine größere<br />

Anzahl von Zyklen in Heißdampf sterilisieren, wobei hochmolekulare<br />

Typen die beste Performance zeigen. Gut eignet sich auch die Plasma-<br />

Sterilisierung.<br />

Die mehrfache Sterilisation in Ethylenoxid ist nach den gängigen<br />

Verfahren bei Raumtemperatur problemlos möglich, spielt aber seit<br />

Jahren aufgrund der Absorption und späteren Freisetzung von giftigem<br />

Ethylenoxid praktisch keine Rolle mehr.<br />

Bei einer Sterilisierung mit ionisierenden Strahlen ist Vorsicht geboten.<br />

Von einer chemischen Desinfektion wird abgeraten.


Zugfestigkeit [MPa]<br />

Zugfestigkeit [MPa]<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

N2320 003<br />

Vergleichbares<br />

10<br />

copolymeres<br />

Wettbewerbs-POM<br />

0<br />

0 5 10 15<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

Tage<br />

Abb. 15: Heißwasserlagerung von Zugstäben bei 130 °C im Autoklaven<br />

30<br />

20<br />

S1320 0021<br />

Vergleichbares<br />

10<br />

copolymeres<br />

Wettbewerbs-POM<br />

0<br />

0 30 60 90 120 150 180 210 240<br />

Tage<br />

Abb. 16: Lagerung von heißdieselstabilisiertem <strong>Ultraform</strong> ® S1320 0021<br />

in Biodiesel DIN EN 14214 bei +140 °C<br />

Zugfestigkeit [MPa]<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

offenes System mit Rückflusskühler,<br />

Kraftstoffwechsel alle zwei Wochen<br />

30<br />

20<br />

S2320 003<br />

Vergleichbares<br />

10<br />

copolymeres<br />

Wettbewerbs-POM<br />

0<br />

0 30 60 90 120 150 180 210 240<br />

Tage<br />

Abb. 17: Lagerung von <strong>Ultraform</strong> ® S2320 003 in Kraftstoff CM15AP (Peroxidzahl 50) bei + 60 °C<br />

Zugfestigkeit [MPa]<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

S1320 003 unc.<br />

10<br />

S2320 003 unc.<br />

N2320 003 unc.<br />

0<br />

0 10 20 30 40<br />

Wochen<br />

Abb. 18: Lagerung von <strong>Ultraform</strong> ® in Kraftstoff CE85A bei +65 °C (85 %<br />

Ethanol, mit aggressiven Zusatzstoffen)<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von UlTrAForM ®<br />

17


18<br />

Die Eigenschaften von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Verhalten gegenüber energiereicher Strahlung<br />

Polyacetale sind gegenüber Elektronen- und Gammastrahlen nur mäßig<br />

beständig. Gegenüber beiden Strahlungsarten verhält sich <strong>Ultraform</strong> ®<br />

prinzipiell gleichartig: Abhängig von der Gesamt-Strahlungsdosis tritt<br />

ein mehr oder weniger starker Abbau mit einhergehender Versprödung<br />

auf. Bereits eine Gesamtdosis von 25 kGy (2.5 Mrad) kann die mechanischen<br />

Eigenschaften und die Farbe von Teilen beeinflussen.<br />

Brennverhalten<br />

Unter Einwirkung einer Flamme entzünden sich Polyoxymethylene und<br />

brennen auch nach Wegnahme der Zündquelle weiter ab. Eine Flammschutzausrüstung<br />

wird nicht angeboten.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® wird nach UL 94 als „HB“ eingestuft.<br />

Die nach FMVSS 302 geforderte Brenngeschwindigkeit von < 100 mm /min<br />

wird von Probekörpern aus <strong>Ultraform</strong> ® ab einer Dicke von 1,0 mm<br />

erfüllt.<br />

Elektrische Eigenschaften<br />

<strong>Ultraform</strong> ® hat ein gutes elektrisches Isolierver mögen, eine hohe<br />

Durch schlagfestigkeit und zeigt ein günstiges dielektrisches Verhalten.<br />

Die sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme des Werkstoffs beeinträchtigt<br />

diese Eigenschaften nicht, weshalb sich Teile aus <strong>Ultraform</strong> ® gut für<br />

Geräte in der Unterhaltungselektronik und Nachrichtentechnik eignen.<br />

Im Bereich der elektrischen Energietechnik findet <strong>Ultraform</strong> ® breite<br />

Anwendung für Funktions- und Antriebsteile, die nicht unmittelbar als<br />

Träger spannungsführender Teile dienen.<br />

Für Anwendungen, die einen geringen elektrischen Oberflächenwiderstand<br />

voraussetzen, stehen elektrisch leitfähige Spezialmarken<br />

zur Verfügung.<br />

Sortiment<br />

Das <strong>Ultraform</strong> ® -Sortiment umfasst Marken für die Extrusions- und<br />

Spritzgießverarbeitung. Folgende Produktgruppen existieren:<br />

Marken mit hoher Schmelzefestigkeit und hohem<br />

Molekulargewicht<br />

für die Extrusion sowohl von dünn- und dickwandigen Rohren und<br />

Tafeln, Hohlprofilen und Halbzeugen mit Wandstärken von bis zu 50 cm<br />

und mehr. Daraus werden spanabhebend Zahnräder, Lager und andere<br />

Maschinenelemente gefertigt.<br />

Die Marken eignen sich ebenso für das Blasformen und für das Spritzgießen<br />

dickwandiger lunkerarmer Formteile.<br />

Standard-Spritzgussmarken<br />

in verschiedenen Viskositätsklassen. Sie sind in der Regel rasch und<br />

belagfrei verarbeitbar sowie leicht entformbar.<br />

Zähmodifizierte Spritzgussmarken<br />

für Anwendungen mit besonders hohen Zähigkeitsanforderungen. Es<br />

existieren TPU-modifizierte sowie kautschukhaltige Marken, und zwar<br />

jeweils mit unterschiedlichen Gehalten an Zähmodifier. Die kautschukhaltigen<br />

Produkte weisen eine Reihe verarbeitungstechnischer Vorteile<br />

auf, zum Beispiel höhere Bindenahtfestigkeit.<br />

Mineralgefüllte Spritzgussmarken<br />

mit abgestuftem Mineralgehalt für verzugsarme und maßstabile Formteile<br />

mit erhöhter Steifigkeit, Härte und Wärmeformbeständigkeit.


Fließfähigkeit MVR [ml/10min]<br />

100<br />

10<br />

1<br />

Extrusion<br />

H2320 004<br />

H4320<br />

Z2320 003<br />

W2320 003/0035<br />

S2320 003/0035 S1320 003<br />

N2320 003/0035<br />

H2320 006<br />

Abb. 19: <strong>Ultraform</strong> ® -Sortiment (Auswahl)<br />

N2650 Z2/Z4/Z6<br />

N2640 E2<br />

N2640 E4<br />

Glasfaserverstärkte Spritzgussmarken<br />

mit unterschiedlichem Glasfasergehalt für Anwendungen mit stark<br />

erhöhten Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit, Härte, Kriechfestigkeit<br />

und Formbeständigkeit in der Wärme.<br />

Marken mit speziellen Ausrüstungen zur<br />

Verbesserung der Licht-, UV- und Witterungsbeständigkeit<br />

Optimierung des Gleit- und Abriebverhaltens<br />

Erzielung einer bestimmten elektrischen Oberflächen- bzw.<br />

Durchgangsleitfähigkeit, z. B. zur sicheren und dauerhaften<br />

Vermeidung statischer Aufladungen<br />

Verbesserung der Langzeitbeständigkeit gegen Dieselkraftstoff bei<br />

hohen Temperaturen<br />

Erhöhung des Kontrastes bei Beschriftbarkeit mit Nd:YAG-Laser<br />

Herstellung besonders geruchsarmer Teile, z. B. für den Kfz-<br />

Innenraum.<br />

Eine detaillierte Sortimentsübersicht kann beim Ultraplaste-Infopoint<br />

angefordert werden.<br />

Spritzguss<br />

N2200 G53 N2200 G43<br />

unverstärkt unverstärkt zähmodifiziert glasfaser verstärkt<br />

N2720 M210<br />

N2720 M63<br />

mineralverstärkt<br />

W2320 0035 LEV W2320 U035 LEV<br />

S1320 0021 N2320 0035 LEV<br />

N2320 U035 N2310P<br />

N2520 L N2770 K<br />

Spezialprodukte<br />

Zahnräder für<br />

Frankiermaschine<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von UlTrAForM ®<br />

19


20<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

<strong>Ultraform</strong> ® lässt sich nach allen für Thermoplaste<br />

ge eigneten Verfahren verarbeiten. Die wichtigsten<br />

Verfahren sind das Spritzgießen und die Extrusion.<br />

nach dem Spritzgießverfahren können selbst die<br />

kompli ziertesten Formteile in großen Stückzahlen<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Vorbehandlung<br />

Das originalverpackte Granulat kann grund sätzlich ohne besondere<br />

Vor behand lung verarbeitet werden. Durch längere oder unsachgemäße<br />

Lagerung feucht ge wor d enes Granulat muss in geeigneten Trockengeräten,<br />

z. B. Trockenlufttrocknern bei ca. 100 °C bis 110 °C etwa drei<br />

Stunden lang getrocknet werden.<br />

Anfahren, Unterbrechen<br />

Das Anfahren der Verarbeitungs maschine mit <strong>Ultraform</strong> ® wird in der bei<br />

Thermoplasten üblichen Weise gehandhabt: Zylinder- und Düsenheizung<br />

werden so eingestellt, dass Massetemperaturen von 180 °C bis<br />

220 °C erreicht werden. Danach müssen die optimalen Verarbeitungsbedingung<br />

en in Versuchen bestimmt werden. Siehe auch Abschnitt<br />

„Sicherheitshin weise“.<br />

Bei längeren Arbeitsunterbrechungen oder beim Abstellen soll die<br />

Maschine nach Mö glichkeit leer gefahren und die Zylindertemperatur<br />

gesenkt werden.<br />

Beim Wiederanfahren ist darauf zu achten, dass die Düse anfangs auf<br />

ca. 200 °C ge heizt wird. Diese Maß nahme verhindert das Absperren<br />

des Zylinders durch einen kalten Materialpfropfen.<br />

sehr wirtschaftlich hergestellt werden. nach dem<br />

Extrusionsverfahren werden Stäbe, rohre, Profile<br />

und Tafeln gefertigt und zum überwiegenden Teil<br />

spanend zu Formteilen weiterverarbeitet.<br />

Selbsteinfärben<br />

<strong>Ultraform</strong> ® lässt sich bei der Verarbeitung einfärben. Dabei sollte<br />

Folgendes beachtet werden:<br />

Zum Einfärben von <strong>Ultraform</strong> ® dürfen nur Farbstoffe und Hilfsmittel<br />

verwendet werden, die die thermische Stabilität von <strong>Ultraform</strong> ® nicht<br />

beeinträchtigen und die selbst bei den herrschenden Verarbeitungs -<br />

bedingungen stabil sind.<br />

In der betrieblichen Praxis werden Ein färbe systeme auf Basispulverförmiger<br />

Pig mente, Flüssigfarben und Masterbatches (Polyolefinoder<br />

vorzugsweise POM-Trägermaterial) mit Erfolg eingesetzt.<br />

Die Gleichmässigkeit der Farbverteilung lässt sich meist durch<br />

einen erhöhten Staudruck und eine geringere Schneckendrehzahl<br />

erreichen.<br />

Durch Pigmente (Art und Menge) sowie durch die Trägermaterialien<br />

der Masterbatches werden die mecha nischen und tribologischen<br />

Eigenschaften sowie das Schwindungs- und Verzugsverhalten<br />

gegenüber ungefärbtem <strong>Ultraform</strong> ® verändert. Eine Prüfung am<br />

Fertigteil zeigt, ob die an die Bauteile gestellten Anforderungen<br />

erreicht werden.<br />

In den meisten Fällen lassen sich bereits auf herkömmlich konfigurierten<br />

Verarbeitungsanlagen, die lediglich durch eine Farbmittel-Dosier -<br />

einrichtung ergänzten sind, gute Resultate erzielen. Bei sehr hohen<br />

Ansprüchen empfiehlt sich die Verwendung spezieller Mischelemente.<br />

Sollen selbsteingefärbte Formteile in Kontakt mit Lebensmitteln<br />

eingesetzt werden, so sind die besonderen lebensmittelrechtlichen<br />

Bestimmungen zu beachten (siehe „Sicher heits hinweise“).<br />

Weitere Informationen können der <strong>Broschüre</strong> „Selbsteinfärbung von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® “ entnommen werden.


Wiederverarbeitung<br />

Gemahlene Abfälle aus Angüssen, Ausschussteilen und dergleichen<br />

können durch Zumischen wieder verwertet werden. Sie dürfen jedoch<br />

weder ver schmutzt noch durch die voran gegangene Verarbeitung<br />

geschä digt sein. Faktoren, die den Materialabbau beeinflussen können,<br />

sind:<br />

starke Scherung (hohe Schneckendrehzahl, zu kleine Anschnitte usw.)<br />

Temperatur zu hoch / Verweilzeit zu lang<br />

unverträgliche Pigmente bei Selbsteinfärbung<br />

Fremdmaterialien bzw. andere Verunreinigungen<br />

Feuchtigkeit.<br />

Spielzeug mit Funktionselementen aus <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Auch der Mahlvorgang kann zur Schädigung des Kunststoffs führen. Für<br />

das Mahlen haben sich langsam laufende Mühlen bewährt; anhaf tender<br />

Staub sollte entfernt werden. Es ist zweckmäßig, über längere Zeit gelagertes<br />

Mahlgut vor der Wieder verarbeitung zu trocknen. In der Praxis<br />

werden oft 10 bis 15 Prozent, gelegentlich auch bis ca. 30 Prozent<br />

Mahl gut zugegeben.<br />

Bei Produkten mit Glasfaserverstärkung können die Glasfasern bei der<br />

Verarbeitung und auch beim Mahlen gekürzt werden. Wird derartiges<br />

Mahlgut in größerer Menge der Primaware zugegeben, so können<br />

Schwindung, Verzug und vor allem mechanische Eigenschaften beeinflusst<br />

werden.<br />

Das Zumischen von Mahlgut zu Origina l granulat kann das Einzugsverhalt<br />

en be ein trächtigen. Es sollte daher in der Produk tion nur zugesetzt<br />

werden, wenn sicher gestellt ist, dass die Verarbeitung da durch<br />

nicht gestört und die Eigenschaften der Bauteile (z. B. Zähigkeit) nicht<br />

beeinträchtigt werden.<br />

DIE VErArBEITUnG Von UlTrAForM ®<br />

21


22<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Verträglichkeit mit anderen Thermoplasten<br />

Die <strong>Ultraform</strong> ® -Marken sind miteinander und mit anderen Polyoxy methylenen<br />

misch bar. Zu große Viskositätsunterschiede müssen wegen der<br />

begrenzten Homogenisierwirkung der Verarbeitungsma schine vermieden<br />

werden. Mit den meisten anderen Thermoplasten ist <strong>Ultraform</strong> ® nicht<br />

mischbar. Bereits geringe Mengen eines solchen Fremdstoffs machen<br />

sich in Form einer Schichtstruktur – vor allem in Anguss nähe – bemerkbar.<br />

Es kommt zum be kannten Blätterteig-Effekt.<br />

Verunreinigungen von <strong>Ultraform</strong> ® mit Thermoplasten, welche auf POM<br />

zersetzend wirken, z. B. PVC, sind unbedingt zu vermeiden. Auch<br />

Mischungen mit Thermoplasten, die halogenhaltige Flammschutzmittel<br />

enthalten, müssen ausgeschlossen werden. Schon geringe Mengen<br />

können bei der Verarbeit ung eine unkontrollierte und rasante Zersetzung<br />

des <strong>Ultraform</strong> ® hervorrufen.<br />

Bei der Zumischung von Mahlgut ist daher besonders sorgfältig auf<br />

sauberes, staubfreies und einheitliches Material zu achten.<br />

Beim Übergang auf andere Thermoplaste und von anderen Thermoplasten<br />

auf <strong>Ultraform</strong> ® ist es zweckmäßig, den Zylinder mit einem<br />

PE-, PP-Granulat oder geeigneten Reinigungsmassen zu spülen.<br />

Im allgemeinen kann anschließend nach Einstellung der erforderlichen<br />

Temperaturen weitergearbeitet werden, wobei die ersten Produktionsteile<br />

nicht verwendbar sind. Beim Übergang von PVC auf <strong>Ultraform</strong> ®<br />

und umgekehrt ist es unerlässlich, die Verarbeitungsmaschine gründlich<br />

zu spülen und anschließend mechanisch zu reinigen.<br />

Lautsprechergitter<br />

Spritzgießen<br />

Das Spritzgießen ist für <strong>Ultraform</strong> ® das wichtigste Verarbeitungsver-<br />

fahren. <strong>Ultraform</strong> ® lässt sich auf allen handels üblichen Spritzgießma-<br />

schinen ver arbeiten, entscheidend ist aber die richtige Auslegung der<br />

Plastifiziereinheit.<br />

Spritzeinheit<br />

Dreizonenschnecke<br />

Für die Spritzgießverarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ® eignen sich die üblichen<br />

eingängigen Dreizonenschnecken. Bei modernen Maschinen beträgt die<br />

wirk same Schneckenlänge 20 - 23 D und die Gangsteigung 0,8 -1,0 D.<br />

Diese bewähr te Geometrie für Dreizonenschnecken ist Abb. 20 zu entneh<br />

men. Das Einziehen und Aufschmelzen des Granulats wird wesentlich<br />

durch die Temperaturführung am Zylinder und die Schneckengangtiefe<br />

bestimmt. Empfehlenswerte Gang tiefen für verschie dene<br />

Schneckendurchmesser sind in Abb. 21 aufgeführt. Bei Verwendung<br />

von flachgeschnittenen Schnecken ist die Plastifizierleistung etwas<br />

geringer als bei Standardschnecken. Sie nehmen weniger Material<br />

auf als tiefgeschnitte ne Schnecken. Es wird jedoch eine schonendere<br />

Aufschmelzung, eine kürzere Verweilzeit im Zylinder und eine bessere<br />

Schmelze homogenität erzielt; daraus ergeben sich Vorteile für die Qualität<br />

der Formteile aus <strong>Ultraform</strong> ® .<br />

Von einer Verarbeitung auf Entgasungsschnecken ist abzuraten.<br />

Maschinendüse, Rückströmsperre<br />

Im allgemeinen reicht zur Spritzgießverarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ® eine<br />

offene Düse aus. Neben der sehr einfachen, strömungsgünstigen Konstruktion<br />

hat diese Düsenart den Vorteil, dass bei einer thermischen<br />

Schädigung des Materials Gase, die sich durch Zersetzung bilden,<br />

drucklos aus dem Zylinder entweichen können. Das kann bei unbeabsichtigten<br />

längeren Standzeiten, bei hoher Temperatur der Schmelze,<br />

bei Pausen oder anderen Unterbrechungen der Fall sein.<br />

Eine Verschlussdüse verhindert ein Aus fließen der Schmelze während<br />

des Plastifizierens und nach dem Abheben der Düse. Federbelastete<br />

Nadel verschluss düsen eignen sich dafür besonders gut. Für eine optimale<br />

Fertigung sollte die Schnec ke auch mit einer Rückströmsperre<br />

ausgerüstet sein, die das Zurück fließen der Masse über die<br />

Schnecken gänge wäh rend des Einspritzens und Nachdrückens verhindert.<br />

Nur mit einer Rückströmsperre lässt sich ein Massepolster und ein auf<br />

die Schmelze wirkender Nachdruck erzielen.


Verschleißschutz<br />

Bei der Verarbeitung von glasfaserver stärktem <strong>Ultraform</strong> ® sollten<br />

ver schleiß ge schützte Plastifiziereinheiten z. B. Bi- Metallzylinder und<br />

gepanzerte Schne c ken, Schneckenspitzen und Rückströmsperren<br />

verwendet werden.<br />

Spritzgießwerkzeug<br />

Anguss- und Werkzeuggestaltung<br />

Bei der Spritzgießverarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ® sind alle bekannten<br />

An guss arten an wendbar, auch Vorkammer- und Heißkanalsysteme. Die<br />

einschlägigen Konstruk tionsrichtlinien für die Anguss- und Werkzeuggestaltung<br />

von Spritzgussteilen aus thermoplastischen Kunststoffen<br />

gelten auch für <strong>Ultraform</strong> ® . Angusskanäle und Anschnitte dürfen nicht<br />

zu klein sein.<br />

Die Oberflächenkontur bildet sich wegen der niedrigen Schmelzeviskosität<br />

besonders genau ab. Deshalb müssen die formgebenden Werkzeugflächen<br />

tadellos bearbeitet sein. Dasselbe gilt für die Werkzeugtrennflächen:<br />

Die Trennfuge darf keine Gratbildung verursachen, muss<br />

aber eine gute Entlüftung des Werkzeugs sicherstellen.<br />

D<br />

L<br />

L E<br />

L K<br />

L A<br />

h A<br />

h E<br />

S<br />

R<br />

R D S<br />

h A<br />

h E<br />

L A L K L E<br />

L<br />

Schneckenaußendurchmesser<br />

wirksame Schneckenlänge<br />

Länge der Einzugszone<br />

Länge der Kompressionszone<br />

Länge der Ausstoßzone<br />

Gangtiefe in der Ausstoßzone<br />

Gangtiefe in der Einzugszone<br />

Steigung<br />

Rückstromsperre<br />

20 - 2 3<br />

0,5-0,55<br />

0,25-0, 3<br />

0, 2<br />

0,8-1, 0<br />

Abb. 20: Schneckengeometrie; Begriffe und Maße von Dreizonenschnecken<br />

für Spritzgieß maschinen<br />

D<br />

L<br />

L<br />

L<br />

D<br />

Wichtig ist, den Kühlwasserkreislauf gegen den Formhohlraum sorgfältig<br />

abzudichten. Sonst können sich durch Wassereintritt aggressive<br />

Lösungen bilden, die zur Korrosion am Werkzeug führen.<br />

Verwendung von Metall-Einlegteilen<br />

Metallteile können einwandfrei umspritzt werden; sie sollten jedoch vor<br />

dem Einlegen in das Werkzeug auf 80 °C bis 120 °C vorgewärmt werden,<br />

damit keine Eigenspannungen auftreten. Die Metallteile müssen<br />

fettfrei sein und Rändelungen, umlaufende Nuten und ähnliches zur<br />

besseren Verankerung haben. Auf eine gute Abrundung der Metallkanten<br />

ist zu achten.<br />

Werkzeugtemperierung<br />

Ein gut durchdachtes, wirksames Temperiersystem ist von besonderer<br />

Wichtigkeit, da die Werkzeugtemperatur die Oberflä chengüte, die<br />

Schwindung, den Verzug und die Toleranzen von Formteilen maßgeblich<br />

beeinflusst.<br />

Gangtiefe h [mm]<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

hE = Gangtiefe in der Einzugszone<br />

hA = Gangtiefe in der Ausstoßzone<br />

h E<br />

h A<br />

Standard-Schnecke<br />

flache Schnecke<br />

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130<br />

Schnecken-øD [mm]<br />

Abb. 21: Schneckengang tiefen von Dreizonenschnecken für Spritzgieß-<br />

maschinen<br />

DIE VErArBEITUnG Von UlTrAForM ®<br />

23


24<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Die Temperierung sollte so konzipiert werden, dass in allen formgebenden<br />

Bereichen die gleiche Temperatur herrscht. In besonderen Fällen<br />

kann es erforderlich sein, partiell gezielt abweichende Temperaturen<br />

einzustellen. So lässt sich z. B. der Verzug der Formteile in gewissem<br />

Umfang durch eine gezielt unterschiedliche Temperierung der<br />

Werkzeughälften beeinflussen. Dies ist nur mit separaten Kreisläufen<br />

möglich.<br />

Wie bei allen teilkristallinen Thermoplasten werden auch bei <strong>Ultraform</strong> ®<br />

die mechanischen Eigenschaften eines Spritzgussteils vom Grad der<br />

Kristallinität mitbestimmt. Die Kristallinität nimmt mit der Werkzeug -<br />

tem peratur zu. Härte, Steifigkeit und Festigkeit erhöhen sich mit zu -<br />

nehmender Werkzeugtemperatur. (Abb. 22). Genau gegenläufig verhalten<br />

sich die Zähigkeitswerte (Abb. 23).<br />

Allgemein genügt es, im Bereich von 60 °C bis 90 °C zu temperieren.<br />

Für Präzisionsteile sollte die Werkzeugtemperatur zwischen 90 °C und<br />

120 °C betragen. Wenn es auf besondere Maßhaltigkeit ankommt, sollte<br />

die Werkzeugtemperatur mindestens so hoch eingestellt werden wie<br />

die Temperatur beim späteren Gebrauch des Formteils.<br />

Um Wärmeverluste zu vermeiden, em pfiehlt es sich, zwischen Werkzeug-<br />

und Aufspannplatte eine Isolierung anzubringen.<br />

Zug-E-Modul [MPa]<br />

3000<br />

2800<br />

2600<br />

2400<br />

2200<br />

2000<br />

Probekörperdicke 1,5 mm<br />

Probekörperdicke 4 mm<br />

30 90 120<br />

Werkzeugoberflächentemperatur [°C]<br />

Abb. 22: <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 – Einfluss der Werkzeugoberflächentemperatur<br />

auf die Steifigkeit von Zugstäben unterschiedlicher Dicke<br />

Spritzgießverarbeitung<br />

Verarbeitungstemperatur<br />

Grundsätzlich genügen Massetemperaturen von 180 °C bis 220 °C.<br />

Komplizierte Formen mit langen Fließwegen und geringer Wanddicke<br />

können in Ausnahmefällen auch Temperaturen bis 230 °C erforderlich<br />

machen. Sind höhere Verarbeitungs temperaturen notwendig, besteht<br />

die Ge fahr einer thermischen Schädigung. Diese wird verhindert, wenn<br />

die Fertigungsverhältnisse eine hohe Schussfolge und damit eine entsprechend<br />

kurze Verweilzeit der Masse im Spritzgießzylinder gestatten.<br />

Es empfiehlt sich, die Massetemperatur kontinuierlich zu messen. Die<br />

Ver wendung einer Nadelverschluss düse bietet dafür eine gute Möglichkeit,<br />

weil in dieser Düse leicht ein Thermo element untergebracht<br />

werden kann.<br />

Häufig können die einzelnen Heiz bänder der Spritzgießmaschine auf<br />

die gleiche Temperatur eingestellt werden. Bei langen Zykluszeiten<br />

sollte man die Temperatur des ersten Heizbandes (Trichternähe) etwas<br />

tiefer wählen. Damit wird ein vor zeitiges Anschmelzen des Granulats in<br />

der Einzugszone verhindert.<br />

Charpy-Schlagzähigkeit [kJ/m]<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

30 90 120<br />

Werkzeugoberflächentemperatur [°C]<br />

Abb. 23: <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 – Einfluss der Werkzeugoberflächentemperatur<br />

auf die Charpy-Schlagzähigkeit (ISO 179/1eU)


Einzugsverhalten<br />

<strong>Ultraform</strong> ® wird von Standardschnecken (siehe Abb. 20, 21) einwand fre i<br />

eingezogen. Schneckengeometrie, Schnecken drehzahl, Staudruck und<br />

Temperaturführ ung am Schnecken zylinder bestimmen das Einzugsverhalten<br />

des Granulats und seine Plasti fizierung.<br />

Die bei den meisten Spritzgieß maschinen mögliche Kühlung im Bereich<br />

des Material trichters erlaubt gegebenenfalls eine Korrektur des Einzugsverhaltens.<br />

In Sonderfällen muss für <strong>Ultraform</strong> ® N2310 P ein vom<br />

Trichter zur Düse hin fallendes Temperaturprofil eingestellt werden (z. B.<br />

220 °C 205 °C).<br />

Die Umfangsgeschwindigkeit der Schnecken sollte 0,3 m/s nicht überschreiten.<br />

Werkzeugfüllung<br />

Die Qualität der Fertigteile beruht auch auf der Geschwindigkeit der<br />

Werkzeugfüllung. Eine zu hohe Füll geschwindigkeit fördert die Molekülorien<br />

tierung und führt zu an isotropen mechanischen Eigenschaften.<br />

Eine zu niedrige Füllgeschwindigkeit da gegen ergibt Teile mit mangelhafter<br />

Oberfläche.<br />

0,01-<br />

0,03<br />

Abb. 24: Werkzeugenthüllung<br />

0,01-0,03<br />

2<br />

Luft<br />

Luft<br />

2<br />

Besonders sorgfältig ist darauf zu achten, dass beim Einspritzen der<br />

Masse die Luft im Werkzeugraum leicht an geeigneten Stellen entweichen<br />

kann, damit es nicht zu Verbrennungen durch komprimierte Luft<br />

kommt (Diesel-Effekt). Eine unzureichende Werkzeugentlüftung fördert<br />

außerdem die Bildung von Formbelag. Abb. 24 zeigt beispielhaft ein<br />

bewährtes System zur Entlüftung.<br />

Bei Materialanhäufungen wirkt man der Lunkerbildung entgegen,<br />

indem Nachdruck und Nachdruckzeit so hoch ge wählt werden, dass<br />

die beim Abkühlen der Schmelze auftretende Volumenkontraktion<br />

ausgeglichen wird. Voraussetzung dafür ist ein genügend großer und<br />

günstig gele gener Anschnitt, damit die Masse in dies em Bereich nicht<br />

schon vor dem Ende der Nachdruckzeit erstarrt und dadurch das im<br />

Innern noch plastische Formteil gegen die nachzudrückende Masse<br />

versiegelt.<br />

Fließverhalten<br />

Das hochmolekulare <strong>Ultraform</strong> ® H4320 mit der geringsten Fließfähigkeit<br />

ist ein bevorzugter Werkstoff für die Extrusionsverarbeitung. Es<br />

eignet sich aber auch für die Herstellung von besonders zähen Spritzgussteilen<br />

mit größeren Wanddicken (ab 3 mm).<br />

Transportkette<br />

DIE VErArBEITUnG Von UlTrAForM ®<br />

25


26<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N2320 003 ist die Standardmarke für Formteile mit übli-<br />

chen Wanddicken (über 1,5 mm) und nicht zu langen Fließwegen. Das<br />

leichtfließende <strong>Ultraform</strong> ® S2320 003 wird empfohlen, wenn die Wand-<br />

dicken geringer und die Fließwege länger sind.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® W2320 003 und das besonders leicht fließende<br />

<strong>Ultraform</strong> ® Z2320 003 stehen zur Verfügung, wenn wegen der oberen<br />

Begrenzung der Verarbeitungstemperatur ein vollständiges Ausfüllen<br />

des Werkzeugs mit <strong>Ultraform</strong> ® S2320 003 nicht mehr zu erreichen ist.<br />

Das Fließverhalten dieser Marken in Ab hängigkeit von der Wanddicke<br />

zeigt z. B. der Spiraltest in Abb. 25. Er ist zwar nicht ge normt, erlaubt<br />

jedoch eine praxisnahe Be urteilung. Das Fließ vermögen oder der<br />

Fließweg eines Produktes hängt nicht nur von den Verarbeitungsparametern,<br />

wie Spritzdruck, Spritzgeschwindigkeit, Masse- und Werkzeugtemperatur,<br />

sondern auch von der Auslegung des Werkzeugs und der<br />

Maschinen ab. Einen Über blick über die Fließfähigkeit in Abhängigkeit<br />

von der Massetemperatur gibt Abb. 26. Trotz ihrer guten Fließfähigkeit<br />

neigen die <strong>Ultraform</strong> ® -Spritzgussmarken nicht zur Schwimmhautbildung.<br />

Spirallänge [mm]<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

0,5<br />

1<br />

Z2320 003<br />

S2320 003<br />

W2320<br />

003<br />

N2320 003<br />

H2320 006<br />

1,5 2<br />

Wanddicke<br />

[mm]<br />

Abb. 25: Fließfähigkeit in Abhängig keit von der Wanddicke (Spiraltest).<br />

Maschine: 1300 kN, Schneckendurchmesser: 30 mm, Werkzeug:<br />

Testspirale, Spritzdruck: 1200 bar, Massetemperatur: 210 °C,<br />

Werkzeugoberflächentemperatur: 80 °C<br />

Verarbeitungsgeschwindigkeit<br />

Bestimmungsfaktoren für die Verarbeitungsgeschwindigkeit beim<br />

Spritzgießen sind zum einen die Zeitspanne, die für das Abkühlen der<br />

Masse von der Verarbeitungs- auf die Erstarrungs temperatur be nötigt<br />

wird, zum anderen die Erstarrungsgeschwindigkeit, die bei teilkristallinen<br />

Thermoplasten eng mit der Kristallisationsgeschwindigkeit gekoppelt<br />

ist.<br />

Bei dünnwandigen Teilen ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit überwiegend<br />

von der Kristallisationsgeschwindigkeit, bei dickwandigen hauptsächlich<br />

von der Wärmeleitung des Kunststoffs geprägt.<br />

Die <strong>Ultraform</strong> ® -Marken zeichnen sich durch hohe Erstarrungsgeschwindigkeiten<br />

aus und eignen sich deshalb hervorragend für die wirtschaftliche<br />

Fertigung dünnwan d iger Teile.<br />

Entformbarkeit<br />

<strong>Ultraform</strong> ® lässt sich gut entformen. Auch bei hoher Werkzeugoberflächentemperatur<br />

neigt es nicht zum Kleben an der Werkzeugwand.<br />

Spirallänge [mm]<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

180<br />

Z2320 003<br />

W2320 003<br />

S2320 003<br />

N2320 003<br />

H2320 006<br />

200<br />

Abb. 26: Fließfähigkeit in Abhängigkeit von der Massetemperatur.<br />

Maschine: 1300 kN, Schneckendurchmesser: 30 mm, Werkzeug:<br />

Test spirale 1,5 mm, Zykluszeit: 20 s, Spritzdruck: 1000 bar,<br />

Werkzeugoberflächentemperatur: 80 °C<br />

220<br />

Massetemperatur [°C]


Die Ausformschrägen betragen bei Spritzgusswerkzeugen normalerweise<br />

1 bis 2 Grad. Infolge der großen Volu men kon trak tion sind bei <strong>Ultraform</strong><br />

® auch geringere Ent formungsschrägen möglich. Voraus setzung<br />

sind jedoch großflächige Aus stoßer- oder Abstreifplatten.<br />

Grundsätzlich gilt: Die Auswerferstifte sollen in Relation zum Bauteil<br />

nicht zu dünn bemessen sein. Die Formteile werden sonst bei kurzem<br />

Zyklus oder hoher Werkzeug temperatur beim Ent formen durch das Eindrücken<br />

der Auswerferstifte geschädigt.<br />

Die Kühlkanäle des Werkzeugs sollten so ausgelegt sein, dass das<br />

Formteil möglichst gleichmäßig abgekühlt wird und da durch weitgehend<br />

verzugsfrei erstarren kann.<br />

Schwindung und Nachschwindung<br />

Als Schwindung bezeichnet man den Unter schied zwischen den Maßen<br />

des Werkzeugs und denen des Formteils bei Raumtemperatur. Sie wird<br />

üblicherweise 24 Stunden nach der Herstellung be stimmt und in Prozent<br />

angegeben (ISO 294-3/4). Eine möglichst genaue Vorhersage der zu<br />

erwartenden Schwindung ist vor allem für den Werkzeugbauer wichtig.<br />

C<br />

A<br />

D<br />

Abb. 27: Testkästchen<br />

E<br />

B<br />

A ≈ 107 mm<br />

B ≈ 47 mm<br />

C ≈ 40 mm<br />

D ≈ 60 mm<br />

E ≈ 120 mm<br />

Die Werkzeugmaße müssen so ausgelegt werden, dass Formteile<br />

mit den gewünschten späteren Endmaßen gefertigt werden können.<br />

Die Schwindung ist zwar in erster Linie eine Werkstoffeigenschaft,<br />

sie wird darüber hinaus aber auch bestimmt durch die Gestalt und<br />

Wanddicke des Spritzgussteils sowie durch die Verarbeitungsbedingungen<br />

(Werkzeugoberflächentemperatur, Massetemperatur,<br />

Nachdruck, Einspritzgeschwindigkeit, Anschnittlage und -größe). Das<br />

Zusammenwirken dieser verschiedenen Faktoren macht eine exakte<br />

Vorhersage der Schwindung meist sehr schwierig. Zur Ermittlung<br />

von praxisrelevanten Schwindungsmaßen hat sich ein Testkästchen<br />

bewährt, wie es in Abb. 27 dargestellt ist. Ausgewertet wird meist die<br />

Länge A als Maß für die Schwindung des Kästchenbodens.<br />

Den größten Einfluss auf die Schwindung haben die Temperatur der<br />

Werkzeugoberfläche und die Wanddicke des Formteils. In Abb. 28 ist<br />

diese Abhängigkeit am Beispiel von Testkästchen mit 1,5 mm, 5 mm<br />

und 8 mm Wanddicke dargestellt. Man erkennt ein starkes Anwachsen<br />

der Schwindung mit steigender Werkzeugtemperatur. Unter Werkzeugtemperatur<br />

ist hier stets die gemessene Oberflächen temperatur<br />

zu verstehen, nicht etwa die Temperatur des Temperiermediums.<br />

Schwindung [%]<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

30<br />

80<br />

Wanddicke<br />

8 mm<br />

5 mm<br />

1,5 mm<br />

120<br />

Werkzeugoberflächentemperatur [°C]<br />

Abb. 28: Schwindung von Testkästchen aus <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003<br />

eine Stunde nach Spritzguss (Maß A)<br />

DIE VErArBEITUnG Von UlTrAForM ®<br />

27


28<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Abb. 29 zeigt – wieder am Beispiel des Testkästchens – die Abhängig-<br />

keit der Schwindung vom Nachdruck. Durch höheren Nachdruck wird<br />

die Schwindung teilweise kompensiert.<br />

Andere Faktoren, z. B. die Massetemperatur oder die Einspritzgeschwindigkeit,<br />

spielen hinsichtlich der Schwindung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

keine große Rolle. Sie erhöht sich lediglich geringfügig bei ansteigenden<br />

Massetemperaturen und geringeren Einspritzgeschwindigkeiten.<br />

An den Spritzgussteilen kommt es im Laufe der Zeit zu Maßänderungen,<br />

die Folge einer temperatur- und zeitabhängigen Nachkristallisation<br />

sind und in geringem Maße auch eines Abbaus innerer Spannungen<br />

und Orientierungen.<br />

Abb. 30 zeigt die Schwindung gemessen am Testkästchen, nach einer<br />

Stunde (Kurve 1), 14 Tagen und 60 Tagen (Kurven 2 und 3). Die Teile<br />

wurden bei Raumtemperatur gelagert. Aus den Kurven ist die Nachschwindung,<br />

d.h. die Zunahme der Schwindung infolge Nach kri stal li sation,<br />

in Abhängigkeit von der Lager zeit ersichtlich. Kurve 4 zeigt die<br />

Schwindung der gleichen Teile nach einer Wärmelagerung von 24<br />

Stun den bei 120 °C.<br />

Duschkopfeinleger<br />

Eine solche Temperierung ist dann sinnvoll, wenn Spritzgussteile aus<br />

<strong>Ultraform</strong> ® im späteren Gebrauch hö he ren Tempera turen ausgesetzt<br />

sind. Die Temperung nimmt die sonst infolge Nachkristallisa tion zu<br />

erwartende Maß änderung vorweg. Wie Abb. 30 zeigt, kann aber auf<br />

eine Tem perung verzichtet werden, wenn beim Spritzgießen mit hoher<br />

Werkzeugtemperatur gearbeitet wurde.<br />

Die Schwindung des glasfaser verstärk ten <strong>Ultraform</strong> ® N2200 G53 ist<br />

wesentlich geringer als die der unverstärkten Marken. Aller dings ist die<br />

Schwind ung aufgrund der Glas faser orient ierun g richtungs abhängig. Je<br />

nach Gestalt, Angusslage und Ver arbeitungsbe ding ungen kann dies ein<br />

Verziehen der Formteile verursachen.<br />

Das mineralverstärkte <strong>Ultraform</strong> ® N2720 M63 zeichnet sich dagegen<br />

durch weitgehend richtungsunabhängige Schwindung aus. In Abb. 31<br />

sind die Schwindungen parallel und senkrecht zur Fließrichtung bei<br />

freier Schwindung von unverstärktem sowie glasfaser- und mineralverstärktem<br />

<strong>Ultraform</strong> ® dargestellt.<br />

Schwindung [%]<br />

3,5<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

500<br />

Wanddicke<br />

8 mm<br />

5 mm<br />

1,5 mm<br />

1000<br />

Nachdruck [bar]<br />

Abb. 29: Schwindung von Testkästchen aus <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003<br />

eine Stunde nach Spritzguss (Maß A)


Schwindung [%]<br />

3,0<br />

2,5<br />

2,0<br />

1,5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

30 80 120<br />

Werkzeugoberflächentemperatur [°C]<br />

Kurve 1 Verarbeitungsschwindung 1 Stunde nach der Herstellung<br />

Kurve 2 Schwindung nach 14tägiger Lagerung bei Raumtemperatur<br />

Kurve 3 Schwindung nach 60tägiger Lagerung bei Raumtemperatur<br />

Kurve 4 Schwindung nach 24stündiger Temperung bei 120°C<br />

Abb. 30: Schwindung und Nachschwindung von <strong>Ultraform</strong> ® N2320 003<br />

in Ab hängigkeit von Werkzeugtemperatur, Lagerzeit und Lagertempera-<br />

tur, ermittelt an einem Kästchen mit einer Wanddicke von 1,5 mm.<br />

Maschine: 1300 kN, Werkzeug: Testkästchen, Wanddicke 1,5 mm,<br />

Massetemperatur: 210 °C, Nachdruck: 500 bar, Messlänge: A = 107 mm<br />

Schwindung parallel Schwindung senkrecht [%]<br />

2 1 0 1 2<br />

N2200 G53<br />

N2720 M63<br />

N2320 003<br />

lautsprechergitter<br />

Abb. 31: Schwindungen von unverstärktem sowie glasfaser-und mineralverstärktem<br />

<strong>Ultraform</strong> ® parallel und senkrecht zur Fließrichtung bei<br />

freier Schwindung, ermittelt an Platten 110 x 110 x 2 mm; Massetemperatur<br />

200 °C, Werkzeugoberflächentemperatur 80 °C<br />

DIE VErArBEITUnG Von UlTrAForM ®<br />

29


30<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Extrusion<br />

Für die Extrusion wird im wesentlichen die hoch mole kulare Marke<br />

<strong>Ultraform</strong> ® H4320 eingesetzt. Ferner steht <strong>Ultraform</strong> ® H2320 004 für<br />

kleinere Rohre und Tafeln zur Verfügung.<br />

Die gebräuchlichste Schnecken art für POM war bis vor einigen Jahren<br />

die Kurzkompressionsschnecke.<br />

Nach <strong>BASF</strong>-Erfahrungen kann <strong>Ultraform</strong> ® besonders vorteilhaft mit<br />

Drei zonen-Schnecken mit einer Gesamtlänge L von 20 bis 25 D und<br />

einer konstanten Gangsteigung von ca. 1 D verarbeitet werden. Tabelle<br />

1 enthält Vorschläge zur Schneckengeometrie für die am häufigsten<br />

gebrauch ten Extrudergrößen. Durch eine angemessen lange Einzugszone<br />

und eine verlängerte Kompressionszone mit einem Kompressionsverhältnis<br />

von höchstens 3:1 lässt sich die Materialbeanspruchung und -schädigung<br />

infolge Friktion deutlich herabsetzen.<br />

Herstellung von Halbzeugen<br />

Dickwandige Hohl- und Vollprofile werden meist nach dem Kühldüsen-<br />

Extrusionsverfahren hergestellt. Die Abmessungen für die Standardformate<br />

von solchen Profilen aus POM und die Qualitätsanforderungen<br />

hierfür sind genormt:<br />

Technische Lieferbedingungen DIN 16985<br />

Rundstäbe DIN 16980<br />

Flachstäbe DIN 16986<br />

Hohlstäbe DIN 16978<br />

(zusammenfassende europäische Norm in Ausarbeitung: EN 1549)<br />

Die Anforderungen in DIN 16985 lassen sich mit <strong>Ultraform</strong> ® H4320<br />

sehr sicher erfüllen, weil diese Marke bei materialgerechter Verarbeitung<br />

kaum zum Verfärben und zur Lunkerbildung neigt. Dieser Typ<br />

bietet gegenüber herkömmlichen Produkten eine deutlich gesteigerte<br />

Verarbeitungsgeschwindigkeit.<br />

Die zwangsläufig lange Verweilzeit der Schmelze bei der Halbzeugextrusion<br />

erfordert es, die Massetemperatur möglichst niedrig zu halten.<br />

Bei dickeren Rundstäben sollte sie z. B. nicht über 175 °C bis 180 °C<br />

liegen.<br />

Die Volumenschrumpfung lässt sich durch hohen Druck und eine der<br />

Wanddicke angepasste Ausstoß geschwindigkeit ausgleichen.<br />

Tabelle 1: Richtwerte für die Schneckengeometrie (Extrusion)<br />

Länge der Funktionszonen Gangtiefen<br />

Gesamtlänge L 20 - 25 D D<br />

mm<br />

hE mm<br />

hA mm<br />

Einzugszone LE 8 D 45 7,7 2,8<br />

Kompressionszone<br />

LK 3 - 5 D 60 9,3 3,3<br />

Ausstoßzone LA 9 -12 D 90 10,8 3,8<br />

D = Schneckendurchmesser<br />

h E= Gangtiefe in der Einzugszone<br />

h A = Gangtiefe in der Ausstoßzone<br />

Tabelle 2: Verarbeitungsbeispiel für die Herstellung<br />

von Rundstäben<br />

<strong>Ultraform</strong> ® H4320<br />

Stabdurchmesser 60 mm (4 fach)<br />

Extruder<br />

Schnecke<br />

45 mm Ø, 22 D<br />

Zoneneinteilung LA = 9 D, LE = 9 D, LK = 4 D<br />

Gangtiefen<br />

Temperaturführung<br />

hE /hA = 7,5 /2,5 mm<br />

Extruder 200 /180 /170 °C<br />

Adapter 175 °C<br />

Werkzeug beheizt 175 °C<br />

Werkzeug gekühlt 20 °C<br />

Schneckendrehzahl 42 min –1<br />

Abzugsgeschwindigkeit 20 mm /min (je Stab)<br />

Durchsatz 17 kg /h<br />

Bedingt durch das zeitlich und örtlich unterschiedliche Erstarren und<br />

die Ab kühlung der Schmelze können Spannungen entstehen. Sie lassen<br />

sich durch eine nachträgliche Wärmebehandlung abbauen. Bei<br />

hohen Anforderungen an die Dimensions stabilität ist die Temperung<br />

unumgänglich. Sie kann in Luft, Flüssigwachs oder Öl bei Temperaturen<br />

von 130 °C bis 150 °C, meist 140 °C bis 145 °C vorgenommen<br />

werden; darunterliegende Temperaturen sind wenig effizient, die Dauer<br />

richtet sich nach der Wanddicke (10 Minuten pro 1 mm Wanddicke).


Zahnräder<br />

Herstellung von Rohren<br />

Kleinere Rohre aus <strong>Ultraform</strong> ® werden haupt sächlich als Schutz- und<br />

Führungs rohre für Bowdenzüge ein gesetzt. Ihr Außen durchmesser liegt<br />

zwischen 3 und 10 mm, die Wanddicke beträgt 0,4 -1,0 mm.<br />

Für die Herstellung der Rohre ist das Vakuum-Wasserbad-Verfahren<br />

zu empfehlen. Zur Kalibrierung eignen sich hintereinander angeordnete<br />

Blenden (Paket) oder auch radial geschlitzte oder gebohrte Kalibrierhülsen.<br />

In beiden Fällen ist der Innendurchmesser der Kalibrierung etwa<br />

2,5 Prozent größer zu wählen als der gewünschte Außendurchmesser<br />

des herzustellenden Rohres. Diese Differenz entspricht erfahrungsgemäß<br />

der Verarbeitungsschrumpfung. Um die mit diesem Produkt möglichen<br />

Abzugsgeschwindigkeiten ausnutzen zu können, muss das Verhältnis<br />

von Düsendurchmesser des Rohrkopfes zu Innendurchmesser<br />

des Kalibrierrohres je nach Rohrabmessung etwa 2:1 bis 4:1 betragen.<br />

Der Düsenspalt des Rohrkopfes soll 3 bis 4 mal so groß sein wie die<br />

gewünschte Wanddicke des Rohres.<br />

Die schnelle Erstarrung erfordert es, den Abstand zwischen dem Rohrkopf<br />

und der Kalibrierung möglichst kurz zu halten. Ist der Abstand zu<br />

lang, hat sich die Außenhaut des Schmelzschlauchs beim Einlauf so<br />

weit verfestigt, dass das Rohr nicht mehr einwandfrei kalibriert werden<br />

kann.<br />

Großformatige, dickwandige Rohre werden vorzugsweise nach dem<br />

Vakuum-Wasserbad-Verfahren hergestellt.<br />

Tabelle 3: Verarbeitungsbeispiel für die Herstellung von Rohren<br />

aus <strong>Ultraform</strong> ® H2320 004<br />

Einheit<br />

Rohrabmessungen (Außendurchmesser<br />

x Wanddicke)<br />

mm 3,5 x 0,9<br />

Extruder<br />

Schnecke<br />

mm 45 Ø, 20 D<br />

Zoneneinteilung: LE / LK / LA 8 D / 3 D / 9 D<br />

Gangtiefen: hE / hA Temperaturführung<br />

mm 7,7/2,7<br />

Extruder °C 180…180<br />

Adapter °C 180<br />

Werkzeug/Düse<br />

rohrkopf<br />

°C 170 /170<br />

Düse Ø mm 12<br />

Dorn Ø mm 6<br />

Spalt<br />

Vakuum-Wasserbad<br />

mm 3<br />

Blende Ø mm 3,6<br />

Wassertemperatur<br />

Abstand zwischen Rohrkopf<br />

°C 18<br />

und Kalibrierung cm ca. 3<br />

Schneckendrehzahl min –1 26<br />

Abzugsgeschwindigkeit m/min 16<br />

Durchsatz kg/h ca. 10<br />

DIE VErArBEITUnG Von UlTrAForM ®<br />

31


32<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Standard-Einrichtungen und -Extru sions marken wie <strong>Ultraform</strong> ® H4320<br />

lassen Wand dicken bis maximal 8 mm zu. Bei darüber hinausgehenden<br />

Dicken tritt in zunehmendem Maße ein Schmelze fluss in Schwerkraft-<br />

richtung auf, der größer werdende Dickendifferenzen zwischen Rohr-<br />

oberseite und -unter seite verursacht.<br />

Herstellung von Tafeln<br />

<strong>Ultraform</strong> ® H2320 004 eignet sich ausgezeichnet zur Herstellung von<br />

Tafeln mit Dicken von 1 bis 6 mm. Die Ab mes sun g en für die Standardformate<br />

sind in DIN 16977 genormt, die Qualitäts anfor de rungen in<br />

DIN 16985.<br />

Hergestellt werden Tafeln auf handelsüblichen, horizontal gerichteten<br />

Anlagen mit Breitschlitzdüsen, Dreiwalzenglättwerk und anschließendem<br />

Abzug. Die Lippen der Breitschlitzdüsen sollten möglichst nah an<br />

den Walzenspalt reichen. Die Temperaturen der Walzen richten sich<br />

nach der Tafeldicke und bewegen sich zwischen 130 °C und 170 °C.<br />

Durchsatz und Abzugsgeschwindigkeit sind so aufeinander abzustimmen,<br />

dass sich vor dem Walzenspalt ein kleiner, über die Walzenbreite<br />

gleichmäßiger Wulst bildet. Dadurch können Toleranz und Oberflächenqualität<br />

der Tafeln günstig beeinflusst werden. Durch Verwendung von<br />

Entgasungsextrudern lässt sich die Oberflächenqualität noch weiter<br />

verbessern. Ansonsten ist eine Granulatvortrocknung empfehlenswert<br />

(etwa drei Stunden, ca. 100 °C bis 110 °C).<br />

Herstellung von Monofilen<br />

<strong>Ultraform</strong> ® H2320 004 und H2320 006 eignen sich zur Herstellung von<br />

steifen Borsten und technischen Monofilen mit einem Durchmesser bis zu<br />

etwa 0,5 mm. Wichtig ist eine sehr rasche Abkühlung und Verstreckung.<br />

Blasformen<br />

Mit <strong>Ultraform</strong> ® E3120 BM ist die Herstellung von anspruchsvollen Hohlkörpern<br />

im Extrusionsblasformen möglich.<br />

Generell ist beim Blasformen von <strong>Ultraform</strong> ® auf eine gute und homogene<br />

Aufbereitung der Schmelze zu achten. Es wird empfohlen, eine<br />

Schnecke mit wirksamer Schneckenlänge ab 20 D und einer geringen<br />

Gangtiefe einzusetzen, damit die Schmelze homogen aufbereitet werden<br />

kann. Maddock-, Rautenmischteile, Barrierestege und andere geeignete<br />

Schneckenelemente können die Aufbereitung weiter verbessern.<br />

Tabelle 4: Verarbeitungsbeispiel für die Herstellung von Tafeln<br />

aus <strong>Ultraform</strong> ® H2320 004<br />

Tafelquerschnitt 770 mm x 1,6 mm<br />

Extruder 90 mm Ø, 30 D<br />

Schnecke<br />

Zoneneinteilung LE = 9 D, LK = 1,5 D, LA = 6 D<br />

Entgasung 0,5 D<br />

LE1 = 4,5 D, LK1 = 1 D, LA1 = 7,5 D<br />

Gangtiefen hE / hA = 10,8 /4 mm<br />

hE1 / hA1 = 16,8 / 5,6 mm<br />

Düse 800 mm breit<br />

Temperaturführung<br />

Zylinder 150/160/160/170/170/155/155/155 °C<br />

(während laufender Extrusion)<br />

Adapter 180 °C<br />

Düse durchgehend 185 °C<br />

Dreiwalzenglättwerk 300 mm Walzendurchmesser<br />

Temperatur<br />

(eingestellt)<br />

Schneckendrehzahl 25 min –1<br />

Massetemperatur 200 °C<br />

Abzugsgeschwindigkeit 0,63 m / min<br />

Durchsatz 68 kg/h<br />

oben<br />

Mitte<br />

unten<br />

170 °C<br />

145 °C<br />

140 °C<br />

Auch ist eine entsprechende Temperierung, die sich vom klassischen Blasformen<br />

unterscheidet, anzustreben. Die Temperierung der Einzugszone auf<br />

100 °C bis 230 °C unterstützt das Aufschmelzen des Granulats. Die Zonen,<br />

die sich an die Einzugszone anschließen, sollten auf eine Temperatur von<br />

180 °C bis 230 °C aufgeheizt werden. Eine konstante Temperierung oder<br />

ein leicht fallendes Temperaturprofil zur Extruderspitze hin mit Schmelzetemperaturen<br />

um 200 °C begünstigen einen stabilen Schmelzeschlauch<br />

und Bauteile mit guten mechanischen Eigenschaften.<br />

Das Blasformwerkzeug sollte vorzugsweise eine Temperatur über 90 °C<br />

aufweisen. Durch die Temperierung des Werkzeugs wird eine gute Ab -<br />

formung der Werkzeugkavität unterstützt. Der zu wählende Blasdruck ist<br />

bauteilabhängig, wird in den meisten Fällen aber zwischen 4 bar und 10<br />

bar liegen.


Bearbeiten und Nach behandeln<br />

Spanende Bearbeitung<br />

Halbzeuge aus <strong>Ultraform</strong> ® lassen sich auf allen üblichen Werkzeugmaschinen<br />

spanend bearbeiten. Als generelle Richtlinie kann gelten: hohe<br />

Schnitt geschwindig keit bei kleinem Vorschub.<br />

Verbindungsmethoden<br />

Teile aus <strong>Ultraform</strong> ® können nach verschiedenen Methoden kostengünstig<br />

verbunden werden. Die mechanischen Eigenschaften von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® , ins be sondere die Zähigkeit, ermöglichen die Verwendung<br />

von gewindeformenden Schrauben. Niet- und Schraub verbindungen<br />

von Bauteilen aus <strong>Ultraform</strong> ® untereinander sowie mit Teilen aus<br />

anderen Werkstoffen sind ohne weiteres möglich.<br />

Schnapp- und Presssitze ergeben eben falls hochbelastbare Verbindungen.<br />

Die ausgezeichnete Elastizität und Festigkeit von <strong>Ultraform</strong> ® , auch<br />

bei höheren Temperaturen, sind für diese Konstruktion von<br />

besonderem Vorteil.<br />

Teile aus <strong>Ultraform</strong> ® können durch folgende Verfahren verschweißt<br />

werden: Heizelementverfahren (Wärmekontakt- und Strahlungsverfahren),<br />

Ultraschall, Vibrations- und Rotationsreibschweißen. Lediglich das Hochfrequenzschweißen<br />

ist aufgrund des niedrigen dielektrischen Verlustfaktors<br />

für <strong>Ultraform</strong> ® nicht geeignet.<br />

Das Laserdurchstrahlungsschweißen ist für Kombinationen aus IR-<br />

Strahlung durchlässigem (z. B. Naturmaterial) und absorbierendem<br />

(eingefärbtem) <strong>Ultraform</strong> ® geeignet. Es können damit sehr saubere<br />

Schweißnähte ohne Schmelzeaustrieb erzeugt werden.<br />

Das Ultraschallschweißen wird bevorzugt da eingesetzt, wo kurze<br />

Schweißzeiten und gute Integrierbarkeit in vollautomatische Fertigungsabläufe<br />

erforderlich sind. Mit dem Heizelementverfahren ist die höchste<br />

Schweißnahtfestigkeit zu erreichen.<br />

Neben dem Schweißverfahren und den Schweißparametern ist die Fügeflächen<br />

geometrie von großer Bedeutung für die Qualität der Schweißnähte.<br />

Bereits bei der Teilekonstruktion sollte deshalb das günstigste Verfahren<br />

ausgewählt und die Fügefläche schweißgerecht gestaltet werden.<br />

Klebeverbindungen<br />

Um die Kontaktflächen des unpolaren Werkstoffs zu aktivieren, ist eine<br />

Vorbehandlung der Oberflächen, z. B. durch Beizen, Primer oder Corona-<br />

Entladun gen notwendig.<br />

Klebeverbindungen sind nur mit Haftklebern möglich. Dadurch erhält<br />

man gas-, luft- und feuchtigkeitsdichte Klebe nähte, die allerdings nur<br />

eine geringe mechanische Festigkeit haben.<br />

Da Vorbehandlung, Primer und Kleber eine Einheit bilden, sollten Hersteller<br />

von Klebern oder die <strong>BASF</strong>-Anwendungstechnik zur Lösung von<br />

Klebeproblemen angesprochen werden.<br />

Bedrucken, Prägen, Lackieren, Metallisieren<br />

Die harte, glatte Oberfläche und gute Chemikalienresistenz von<br />

Ultra form ® beeinträchtigen die Haftfestigkeit von Überzügen. Kunststoff<br />

übliche Vorbehandlungsmethoden liefern keine befriedigenden<br />

Ergebnisse.<br />

Hohe Haftfestigkeiten lassen sich ohne spezielle Vorbehandlung<br />

erzielen, indem man bestimmte Druckfarben in Verbindung mit einer<br />

nachträglichen kurzzeitigen Beflammung oder Wärmelagerung verwendet.<br />

Bitte wenden Sie sich zur Klärung von Detailfragen an die <strong>BASF</strong>-<br />

Anwendungstechnik.<br />

Für das Heißprägen stehen Prägefolien zur Verfügung, die auch<br />

ohne Vorbehandlung der Oberflächen ausreichend haften.<br />

Galvanisieren<br />

Für die Herstellung von galvanisierten Formteilen ist eine Oberflächenvorbehandlung<br />

notwendig. Formteile aus <strong>Ultraform</strong> ® lassen sich nach<br />

dem für ABS üblichen Verfahren galvani sieren. Die erste Verfahrensstufe<br />

– das Anätzen mit Chromschwefelsäure – ist je doch durch eine<br />

Säurebehandlung in verdünnter Schwefel- oder Salpetersäure zu<br />

ersetzen.<br />

Die Verwendung von salzsäurehaltigen Bädern sollte unbedingt<br />

vermieden werden.<br />

Die verarbeitUng von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

33


34<br />

Die Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Planetengetriebe<br />

Zum Entfernen noch anhaftender Säure reste müssen die Teile anschlie-<br />

ßend in einem leicht alkalischen Wasserbad und mit Wasser gründlich<br />

gespült werden. Der weitere Verfahrensgang ist ABS-üblich.<br />

Nach diesem Verfahren wird eine relativ feste Verankerung der Metallschicht<br />

auf dem Formteil erzielt, wie die in der Automobil- und Sanitärindustrie<br />

verwendeten Temperaturwechseltests bestätigen.<br />

Laserbeschriften<br />

Tabelle 5 gibt einen Überblick über die Markierbarkeit von ungefärbtem<br />

und schwarz eingefärbtem <strong>Ultraform</strong> ® mit verschiedenen Lasern. Für<br />

Beschriftungszwecke wird häufig der Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge<br />

von 1064 nm eingesetzt. Mit diesem Laser lassen sich schwarz<br />

eingefärbte <strong>Ultraform</strong> ® -Marken in der Regel mit gutem Kontrast hell<br />

beschriften. Die Schwarzeinfärbung 11020 liefert besonders kontrastreiche<br />

Beschriftungen.<br />

Tabelle 5: Laserbeschriftbarkeit von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

Laser Wellenlänge Ungefärbtes<br />

<strong>Ultraform</strong> ®<br />

<strong>Ultraform</strong> ®<br />

schwarz 120<br />

UV 308 nm – helle Markierung<br />

UV 355 nm – helle Markierung<br />

Nd:YAG „grün“ 512 nm – helle Markierung<br />

Nd:YAG 1064 nm – helle Markierung<br />

CO2 10,6 µm Gravur Gravur


Allgemeine Hinweise<br />

Sicherheitshinweise<br />

Sicherheitsvorkehrungen bei der Verarbeitung<br />

<strong>Ultraform</strong> ® zersetzt sich bei übermäßiger thermischer Beanspruchung.<br />

Die dabei auftretenden Zersetzungsprodukte bestehen im wesentlichen<br />

aus Formaldehyd, einem schon in sehr geringer Konzentration stechend<br />

riechenden und die Schleimhäute reizenden Gas. Infolge der Zersetzung<br />

kann sich im Zylinder der Verarbeitungsmaschine schnell ein hoher Gasdruck<br />

aufbauen, der sich bei verschlossener Düse schlagartig durch den<br />

Einfülltrichter entspannen kann.<br />

Sind Düsen und Einfüllöffnung blockiert, besteht durch den steigenden<br />

Gasdruck im Zylinder die Gefahr, dass die Verschraubung zwischen<br />

Zylinder und Zylinderkopf einerseits oder zwischen Zylinderkopf und<br />

Düse andererseits nachgibt und Personen gefährdet werden. Es ist<br />

daher un erlässlich, vor Inbetriebnahme der Verarbei tungs maschine<br />

die Mess- und Regeleinrichtungen auf ihre Funktions tauglichkeit zu<br />

überprüfen. Eine vollautomatische Fahrweise muss gewährleisten, dass<br />

technische Störungen an der Verarbei tungs maschine frühzeitig erkannt<br />

und behoben werden können.<br />

Bei sachgemäßer Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong> ® tritt im Bereich der<br />

Verarbeitungsmaschinen in der Regel nur sehr wenig Formaldehyd auf.<br />

Starke und insbesondere unsachgemäße Beanspruchung der Schmelze,<br />

z. B. infolge der Verarbeitung bei sehr hoher Temperatur und / oder<br />

langer Verweilzeit der Schmelze in der Verarbeitungsmaschine, kann<br />

dagegen stärkeren Formaldehydgeruch herbeiführen. Bei einer derartigen<br />

betrieblichen Störung, die sich außerdem durch bräunliche<br />

Verbrennungsschlieren auf den Formteilen bemerkbar macht, ist der<br />

Zylinder der Verarbeitungsmaschine durch Ausspritzen ins Freie leerzuspülen.<br />

Gleichzeitig muss die Zylindertemperatur herabgesetzt werden.<br />

Geruchsbelästigungen kann man vermeiden, indem das geschädigte<br />

Material in einem Wasserbad abgekühlt wird.<br />

Wir empfehlen eine gute Be- und Entlüftung des Arbeitsplatzes, am<br />

besten durch eine Abzugshaube über der Zylindereinheit.<br />

Gasprüfgeräte, die kontrollieren, dass landesspezifische Arbeitsplatzrichtwerte<br />

für Formaldehyd eingehalten werden, sind auf dem Markt<br />

erhältlich.<br />

Verunreinigungen von <strong>Ultraform</strong> ® mit Thermoplasten, die auf Polyacetale<br />

zersetzend wirken, z. B. PVC oder Kunststoffe, die Halogenbrandschutzmittel<br />

enthalten, sind unbedingt zu vermeiden. Schon geringe<br />

Mengen können bei der Verarbeitung eine unkontrollierte und rasante<br />

Zersetzung des <strong>Ultraform</strong> ® hervorrufen.<br />

Granulat und Fertigteile dürfen nicht in Kontakt mit starken Säuren<br />

(insbesondere konzentrierte Salzsäure) gebracht werden, da sie<br />

zersetzend auf <strong>Ultraform</strong> ® wirken.<br />

Biologische Wirkung<br />

Wenn das Material entsprechend verarbeitet und die Betriebsräume gut<br />

be- und entlüftet werden, sind bei den mit der Verarbeitung von <strong>Ultraform</strong><br />

® beschäftigten Personen keine nachteiligen Wirkungen bekannt<br />

geworden.<br />

Die landesspezifischen Arbeitsplatzrichtwerte für Formaldehyd sind<br />

einzuhalten.<br />

AllGEMEInE HInWEISE<br />

35


36<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Getriebebauteile<br />

Lebensmittelrechtliche Bestimmungen<br />

Die ungefärbten Standardmarken des <strong>Ultraform</strong> ® -Sortiments (N2320<br />

003, S2320 003, W2320 003, H2320 006, H4320) entsprechen<br />

in ihrer Zusammensetzung der derzeit gültigen Gesetzgebung für<br />

Kunststoffe im Lebensmittelkontakt in Deutschland, Europa und USA.<br />

Registrierte Nutzer haben die Möglichkeit, Konformitätsbestäti gun gen<br />

für diese und weitere Produkte aus dem <strong>Plastics</strong>Portal der <strong>BASF</strong>, www.<br />

plasticsportal.com, abzurufen. Falls Sie detaillierte Auskunft über den<br />

lebensmittelrechtlichen Status einer konkreten Standardmarke, einer<br />

gefärbten <strong>Ultraform</strong> ® -Marke oder für Spezialitäten benötigen, wenden<br />

Sie sich bitte direkt an die <strong>BASF</strong> (plastics.safety@basf.com). Wir stellen<br />

Ihnen gerne eine aktuelle Konformitätsbestätigung bezogen auf die<br />

derzeit geltenden gesetzlichen Vorschriften aus.<br />

Qualitäts- und Umweltmanagement<br />

Qualitäts- und Umweltmanagement sind zentrale Bestandteile der<br />

<strong>BASF</strong>-Unternehmenspolitik. Ein wesentliches Ziel ist die Kundenzufriedenheit.<br />

Die kontinuierliche Verbesserung unserer Produkte und<br />

Leistungen im Hinblick auf Qualität, Umwelt, Sicherheit und Gesundheit<br />

ist ein vorrangiges Ziel.<br />

Die Geschäftseinheit Engineering <strong>Plastics</strong> Europe der <strong>BASF</strong> wendet ein<br />

Qualitäts- und Umweltmanagementsystem an, das von der Deutschen<br />

Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen (DQS) zertifiziert<br />

ist:<br />

Qualitätsmanagementsystem gemäß ISO 9001 und ISO/TS 16949<br />

Umweltmanagementsystem gemäß ISO 14001.<br />

Die Zertifizierung umfasst alle Leistungen, die die Geschäftseinheit<br />

in Verbindung mit Entwicklung, Herstellung, Vermarktung und Vertrieb<br />

der technischen Kunststoffe erbringt. Regelmäßige interne<br />

Audits sowie Schulungsmaßnahmen für die Mitarbeiter stellen die<br />

Funktionsfähigkeit und konstante Weiterentwicklung der Managementsysteme<br />

sicher.


Lieferform und Lagerung<br />

<strong>Ultraform</strong> ® wird als Granulat mit einer Schüttdichte von ca. 850 g/l<br />

geliefert. Standardverpackung sind der 25-kg-PE-Foliensack und der<br />

1000-kg-Oktabin. <strong>Ultraform</strong> ® verändert sich bei der Lagerung in trockenen,<br />

belüfteten Räumen nicht. Nach längerer Lagerung (>1Jahr) oder<br />

der Aufarbeitung von angebrochenen Gebinden empfiehlt sich eine Vortrocknung,<br />

um eventuell aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® und Umwelt<br />

<strong>Ultraform</strong> ® ist kein gefährlicher Stoff im Sinne der Gefahrstoffverordnung,<br />

so dass eine Kennzeichnungspflicht entfällt. Weiterhin<br />

fällt <strong>Ultraform</strong> ® nicht unter die Gefahrstoffverordnung Anhang II.<br />

„1.1 Krebserzeugende Gefahrstoffe“. Bei der Lagerung von <strong>Ultraform</strong> ®<br />

bei Temperaturen bis ca. 40 °C an Luft unter Ausschluss von Sonnenlicht<br />

über mehrere Jahre treten keine Alterungserscheinungen auf.<br />

Wird <strong>Ultraform</strong> ® starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt, können Zersetzungserscheinungen,<br />

welche sich in einem Molekulargewichtsabbau<br />

und Versprödung bemerkbar machen, nicht ausgeschlossen werden.<br />

Alle <strong>Ultraform</strong> ® -Marken können unter Beachtung der örtlichen behördlichen<br />

Vorschriften zusammen mit Hausmüll deponiert oder verbrannt<br />

werden.<br />

<strong>Ultraform</strong> ® ist in die Wassergefährdungs klasse 0 eingestuft, d. h. von<br />

<strong>Ultraform</strong> ® geht keine Wassergefährdung aus.<br />

Bei der vollständigen Verbrennung entstehen Kohlendioxid und Wasser.<br />

Bei einer unvollständigen Verbrennung können zu sätzlich Spuren von<br />

Form aldehyd, Kohlenmonoxid und anderen Zersetzungsprodukten, wie<br />

Kohlenwasserstoffe und deren Oxidations produkte, entstehen.<br />

Recycling<br />

Abfälle, z. B. Formteile und Angüsse aus <strong>Ultraform</strong> ® , können wiederverarbeitet<br />

werden, wenn das Polymere nicht verunreinigt oder thermisch<br />

geschädigt ist. Vor der Rückführung in den Verarbeitungsprozess sollte<br />

das Mahlgut nach längerer Lagerung getrocknet werden. Der maximal<br />

zulässige Mahlgutanteil ist abhängig von den maßlichen und mechanischen<br />

Anforderungen an die Formteile und muss in Versuchen ermittelt<br />

werden. Weitere Hinweise finden sich im Abschnitt „Wiederverarbeitung“.<br />

Kettenglied<br />

Salzstreuer<br />

AllGEMEInE HInWEISE<br />

37


38<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Nomenklatur<br />

Die <strong>Ultraform</strong>-Handelsmarken sind durch Buchstaben und<br />

Zahlen gekennzeichnet.<br />

1. Stelle (Buchstabe):<br />

Fließfähigkeit<br />

H = geringste Fließfähigkeit = niedrigster Fließindex<br />

Z = höchste Fließfähigkeit = höchster Fließindex<br />

2. - 5. Stelle (Ziffern):<br />

Ziffern zur Charakterisierung der Zusammensetzung<br />

des Polymeren.<br />

6. Stelle:<br />

„X“ an dieser Stelle bedeutet „Einführungsprodukt“.<br />

7. Stelle (Buchstabe):<br />

Art der verwendeten Füllstoffe / Zäh modifier oder Additive<br />

E = zähmodifiziert mit Kautschuk<br />

G = Glasfasern<br />

K = Kreide<br />

L = Leitfähigkeitsruß<br />

M = Mineral<br />

P = Spezialgleitmittel<br />

U = UV-stabilisiert<br />

Z = zähmodifiziert mit thermo plastischem Polyurethan<br />

8. Stelle (Ziffer):<br />

Konzentration der durch die 7. Stelle definierten Füllstoffe<br />

oder Zähmodifier.<br />

Ziffern von 1 bis 9; steigende Zahl bedeutet höherer Gehalt.<br />

9. bis 14. Stelle (Buchstaben oder Ziffern):<br />

Weitere Produktmodifikation oder Ausrüstung.<br />

LEV= geruchsarm<br />

Beispiele<br />

Beispiel 1<br />

<strong>Ultraform</strong> ® N2320 003:<br />

N = Fließfähigkeit<br />

2320 = schnell erstarrendes Standardprodukt<br />

003 = Entformungshilfe<br />

Beispiel 2<br />

<strong>Ultraform</strong> W2320 U035 LEV:<br />

W = Fließfähigkeit<br />

2320 = schnell erstarrendes Standardprodukt<br />

U035 = UV-Stabilisierung + Entformungshilfe<br />

LEV = geruchsarm<br />

Beispiel 3<br />

<strong>Ultraform</strong> N2200 G53:<br />

N = Fließfähigkeit<br />

2200 = Produktzusammensetzung<br />

G = Glasfaser<br />

5 = ca. 25 % Glasfasern<br />

3 = Entformungshilfe<br />

Beispiel 4<br />

<strong>Ultraform</strong> N2650 Z6:<br />

N = Fließfähigkeit<br />

2650 = Produktzusammensetzung<br />

Z = zähmodifiziert mit thermoplastischem Polyurethan<br />

6 = ca. 30 Prozent thermoplastisches Polyurethan<br />

Einfärbungen<br />

Gefärbte Einstellungen sind zusätzlich durch Angabe der Farbe und<br />

durch eine Farbnummer gekennzeichnet.


Sachverzeichnis<br />

Allgemeine Hinweise 20 f.<br />

Anfahren 20<br />

Angussgestaltung 23<br />

Bearbeiten 33 f.<br />

Bedrucken 33<br />

Belastung, langzeitige statische 10 ff.<br />

Belichtung 16<br />

Beregnungsdüse 6<br />

Bewitterung 16<br />

Biegewechselfestigkeit 12<br />

Biologische Wirkung 35<br />

Blasformen 32<br />

Brennverhalten 18<br />

Chemikalien 16<br />

Dreizonenschnecke 23 f.<br />

Duschbrausen 7<br />

Duschkopfeinleger 28<br />

Eigenschaften 10 ff.<br />

Einfärbungen 37<br />

Einzugsverhalten 25<br />

Elektrische Eigenschaften 18<br />

E-Modul 15<br />

Entformbarkeit 26 f.<br />

Extrusion 30 ff.<br />

Fahrzeugbau 4<br />

Fließverhalten 25 f.<br />

Freizeit 6<br />

Funktionselemente 6, 21<br />

Galvanisieren 33<br />

Getriebebauteile 36<br />

Glasfaserverstärkte Spritzgussmarken 19<br />

Halbzeug 8, 30<br />

Haus 6<br />

Herstellung von<br />

– Halbzeugen 30<br />

– Monofilen 32<br />

– Rohren 31 f.<br />

– Tafeln 32<br />

Implantierhilfe 8<br />

Industrielle Anwendungen 8<br />

Kettenglieder 9<br />

Klebeverbindungen 33<br />

Kraftstoffe 16<br />

Kriechmodul 11<br />

Lackieren 33<br />

Lagerung 17, 37<br />

Laserbeschriften 34<br />

Lautsprecher 5, 22, 29<br />

Lebensmittelrechtliche Bestimmungen 36<br />

Lieferform 37<br />

Marken mit speziellen Ausrüstungen 19<br />

Maschinendüse 22<br />

Mechanische Eigenschaften 10 ff.<br />

Medizintechnik 8 ff.<br />

Metall-Einlegeteile 23<br />

Metallisieren 33<br />

Mineralgefüllte Spritzgussmarken 18<br />

Molekulargewicht 18<br />

Nachbehandeln 33 f.<br />

Nachschwindung 27 ff.<br />

Nomenklatur 38<br />

Planetengetriebe 34<br />

Prägen 33<br />

Qualitätsmanagement 36<br />

Recycling 37<br />

Reibungsverhalten 13 f.<br />

Roll-over-Ventil 4<br />

Rückstromsperre 22<br />

Salzstreuer 37<br />

Schmelzfestigkeit 18<br />

Schnappverschluss, lösbarer 16<br />

Schneckengeometrie 23, 30<br />

Schubmodul 11<br />

Schwindung 27 ff.<br />

Schwingende Beanspruchung 12<br />

Selbsteinfärben 20<br />

Sicherheitshinweise 35 f.<br />

Sicherheitsvorkehrungen bei der Verarbeitung 35<br />

Sortiment 19 f.<br />

Spanende Bearbeitung 33<br />

Spannungs-Dehnungs-Linien 12<br />

Spielzeug 6, 21<br />

Spritzeinheit 22 f.<br />

Spritzgießen 22 ff.<br />

Spritzgießverarbeitung 24 ff.<br />

Spritzgießwerkzeug 23 f.<br />

Standard-Spritzgussmarken 18<br />

Steifigkeitsverhältnis 13<br />

Sterilisation 16<br />

Strahlung, energiereiche 18<br />

Streckspannung 15<br />

Tankmodul 5<br />

Testkästchen 27<br />

Thermische Eigenschaften 14 f.<br />

Transportkette 25<br />

Umwelt 36<br />

Umweltmanagement 36<br />

Unterbrechen 20<br />

Verarbeitung 20 ff.<br />

Verarbeitungsbeispiele 30 ff.<br />

Verarbeitungsgeschwindigkeit 26<br />

Verarbeitungstemperatur 24<br />

Verbindungsmethoden 33 f.<br />

Verhalten 10, 12 f., 16, 18, 25<br />

Verschleißschutz 23<br />

Verschleißverhalten 13 f.<br />

Verträglichkeit mit anderen Thermoplasten 22<br />

Verwendung von Metall-Einlegteilen 23<br />

Vorbehandlung 20<br />

Wasser 16<br />

Werkzeugenthüllung 25<br />

Werkzeugfüllung 25<br />

Werkzeuggestaltung 23<br />

Werkzeugtemperierung 23<br />

Wiederverarbeitung 21<br />

Wöhler-Diagramm 13<br />

Zähigkeit 12 f.<br />

Zähigkeitsverhältnis 13<br />

Zähmodifizierte Spritzgussmarken 18<br />

Zahnräder für Frankiermaschine 19<br />

Zeitstandfestigkeit 12<br />

Zugfestigkeit 15<br />

AllGEMEInE HInWEISE<br />

39


Zur Beachtung<br />

Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen<br />

und Erfahrungen. Sie befreien den Verarbeiter wegen der Fülle möglicher<br />

Einflüsse bei Verarbeitung und Anwendung unseres Produktes nicht von eigenen<br />

Prüfungen und Versuchen. Eine Garantie bestimmter Eigenschaften oder die<br />

Eignung des Produktes für einen konkreten Einsatzzweck kann aus unseren<br />

Angaben nicht abgeleitet werden. Alle hierin vorliegenden Beschreibungen,<br />

Zeichnungen, Fotografien, Daten, Verhältnisse, Gewichte u. Ä. können sich ohne<br />

Vorankündigung ändern und stellen nicht die vertraglich vereinbarte Beschaffenheit<br />

des Produktes dar. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und<br />

Bestimmungen sind vom Empfänger unseres Produktes in eigener Verantwortung<br />

zu beachten. (September 2010)<br />

Besuchen Sie auch unsere Internetseiten:<br />

<strong>BASF</strong> <strong>Plastics</strong>:<br />

www.plasticsportal.com ( Welt )<br />

www.plasticsportal.eu (Europa)<br />

Die einzelnen Produktauftritte<br />

finden Sie unter:<br />

www.plasticsportal.eu / Produktname<br />

z. B. www.plasticsportal.eu /ultraform<br />

Tel.: +49 621 60-78780<br />

Fax: +49 621 60-78730<br />

E-Mail:<br />

ultraplaste.infopoint@basf.com<br />

<strong>Broschüre</strong>nanforderung:<br />

KT / K, F 204<br />

Fax: + 49 621 60 - 49497<br />

® = eingetragene Marke der <strong>BASF</strong> SE<br />

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