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 />
KTEF 1002 BD