Elastomere

Hart an weichen Lösungen arbeiten

Elastomere – so vielfältig wie die Anforderungen
Eine neue TPE-Reihe wurde speziell für den Einsatz in der Unterhaltungselektronik beispielsweise bei Dichtungselementen konzipiert.
Hohe Flexibilität – im wahren Wortsinn – verlangen Designer und Konstrukteure von Elastomeren: Dauerhafte Elastizität und mechanische Festigkeit auch unter besonders hohen oder tiefen Temperaturen, haptisch und/oder optisch angenehme Oberflächen, Resistenz gegen eine Unzahl von Stoffen vom Handschweiß bis zum Diesel und viele weitere gehören dazu.

Zu den durchaus anspruchsvollen Anwendungen zählt das Beschichten der Griffflächen an Kameras. Sie sorgen nicht nur für ein modernes Design sondern haben eine ganze Reihe funktionaler Aufgaben. Dazu gehört vor allem ein sicherer Griff der vergleichsweise schweren Objekte, um verwacklungsfreie Bilder zu ermöglichen. Als so genanntes Armierungsmaterial bilden exakt bemessene Matten aus TPE die Griffe der Kamera Leica S2 und der Fernglas-Reihe Ultravid. Eingesetzt wird die Produktgruppe Thermolast A, die sich laut Hersteller Kraiburg bei den hochwertigen Kameras durch angenehme Haptik und besondere Kratzfestigkeit auszeichnet. Die Leica-internen, nach Kundenanwendungen entwickelten Prüfprozesse bestätigen zudem: Die Griffe halten sämtlichen Einflüssen des alltäglichen Gebrauchs wie Handschweiß, Alkohol oder auch der Witterung stand. Auch für die Gesundheit des Fotografen besteht wohl Gefahr keine, denn die verwendeten TPEs sind PAKs-, Phtalat- und allergenfrei sowie Rohs- und Reach-konform.

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Maßarbeit in der Produktion

Die Griffe der Kamera und des Fernglases bestehen aus dünnen TPE-Matten, die in das Gehäuse integriert sind. So liegt die Kamera besonders gut und stabil in der Hand. Dahinter verbirgt sich ein aufwändiger Fertigungsprozess: Die Armierungsmatten werden im 1-K-Verfahren hergestellt und in die Aussparungen des Gehäuses geklebt. Die Tiefe der Aussparungen ist jedoch je nach Form des Gehäuses unterschiedlich, so dass verschiedene Wanddicken der TPE-Schicht gegossen werden müssen. Die Armierungsmatte wird zudem exakt auf die ausgesparten Bereiche bemessen, um Schwund zu vermeiden. Angesichts dieser herausfordernden Spritzgieß-Bedingungen haben Kamerahersteller und TPE-Lieferant gemeinsam das Projekt vorangebracht und zum Beispiel Lösungen zur Werkzeugauslegung und zur Anwendungstechnik erarbeitet.

Compounds für harte Fälle

Die Entscheidung der Leica-Ingenieure für diese Produktgruppe kommt nicht von ungefähr: Entwickelt wurden die Compounds für Anwendungen in der Automobilindustrie oder auch für Werkzeuggriffe. Deren „robuste“ decken auch die Beanspruchungen der Kameras und Ferngläser ab. Die Compounds erlauben eine Verarbeitung in der Extrusion und im Spritzguss. Sie haften zudem gut an Hartkomponenten aus PC und ABS. Erhältlich ist die TPE-Reihe zusätzlich zu der hier verwendeten Farbe Schwarz in Natur sowie in den Härten von 40 bis 80 ShA.

Aber nichts ist so gut, als dass es nicht zu verbessern wäre – was auch im TPE-Umfeld stimmt. Die beiden neuen Produktreihen Copec und For-Tec E sollen besonders hinsichtlich Haptik, Haftungseigenschaften und ihrer Medien- und Witterungsbeständigkeit überzeugen. Das scheint gelungen: Für die Entwicklung erhielt Kraiburg den European Product Innovation Award des Marktanalyse-Instituts Frost & Sullivan. Technische Einschränkungen konventioneller SBCs, beispielsweise bei den mechanischen Werten oder der Haftung seien überwunden. Beide TPE-Reihen kommen besonders im Consumer-Bereich zum Einsatz, in dem sie den Produkten eine ganz besondere Haptik verleihen und sämtlichen Einflüssen des alltäglichen Gebrauchs wie Handschweiß, Alkohol oder auch Witterung standhalten sollen

Samtweiche Berührung

Mit Copec überzogene Flächen haben, so der Hersteller, „eine einzigartige Haptik wie Samt und Seide“. Dementsprechend finden sich Zielanwendungen bei Produkten aus dem Bereich Unterhaltungselektronik, beispielsweise Computer-Mäuse, Spielkonsolen oder Ohrstöpsel, die sich damit eindeutig vom Wettbewerb abheben. Da man solche Geräte dann gerne in die Hand nimmt und ein Produktleben lang häufig in Gebrauch hat, wurde bei der Entwicklung der Compounds auf hohe Beständigkeit gegen Hautfette und viele Reinigungsmitteln geachtet. Zusätzlich verleiht der Werkstoff den Endprodukten eine hochwertige Oberfläche, die Schmutz abweisend wirkt und das Rutschverhalten des Geräts auf glatten Oberflächen minimiert, ohne dabei stoppig oder klebrig zu wirken. Diese TPEs weisen im Mehrkomponenten-Spritzguss mit thermoplastischen Materialien wie ABS, PC oder PC/PBT eine gute Haftfestigkeit auf.

Beständigkeit für Dauereinsatz

Speziell für eine zuverlässige Haftung auf teilaromatischen Polyamiden sowie PA 6.6 wird die Compound-Reihe For-Tec E angeboten. Diese Haftungseigenschaften im 2K-Spritzgussverfahren erlauben demnach den Einsatz der TPE beispielsweise in Form von Dichtungen oder Steckerverbindungen von Mobiltelefonen oder MP3-Playern. So wurde auch diese Reihe, ebenso wie Copec für Anwendungen in der Unterhaltungselektronik entwickelt und kommt zusätzlich bei Power Tools zum Einsatz. Beide TPE-Reihen zeichnen sich durch eine besonders hohe Beständigkeit aus: Weder Handschweiß noch Witterung oder UV-Strahlung können den TPE-Komponenten etwas anhaben und prädestinieren sie für den ständigen Elektronik-Einsatz oder bei hochwertigen Griff-Flächen. Da bei der Herstellung der Compounds auf Latex, PVC oder Schwermetalle gänzlich verzichtet werde, bestehe keine Gefahr für die Gesundheit. Dank einem entsprechenden Einfärbesystem können nahezu jede gewünschte Farbschattierung angeboten werden.

Wenn es heiß hergeht

Spezielle Anforderungen stellen Anwendungen elastischer Werkstoffe im Fahrzeug-Motorraum: Starke Vibrationen und Wärme sowie lange Einsatzdauern über den Lebenszyklus des Fahrzeugs sind zu berücksichtigen. Auf der Deutschen Kautschuk-Tagung 2012 (DKT), die im Juli 2012 in Nürnberg stattfindet, will Dupont Performance Polymers Hochleistungskautschuke zeigen, die der Automobilindustrie helfen können, die Effizienz von Antriebsstrang und Chassis durch Gewichtsreduzierung, Motoraufladung und -downsizing zu steigern. Ziele sind bessere Kraftstoffeffizienz und eine Verminderung der Emissionen.

Der neue AEM-Typ (Ethylen-Acrylat-Kautschuk) Vamac Ultra HT widersteht laut Anbieter kontinuierlichen Temperaturen bis 180 Grad Celsius, kurzzeitig bis 200 Grad Celsius, und übertrifft damit deutlich die Leistung von AEM-Standardtypen. Dadurch eigne sich dieser Typ auch für anspruchsvolle Automobilanwendungen wie Turboladerschläuche und Luftführungselemente. Darüber hinaus biete der Werkstoff verbesserte mechanische Eigenschaften, wie höhere Biegewechselbeständigkeit und bessere Tieftemperaturelastizität, sowie erhöhte Säurebeständigkeit für Anwendungen in Systemen zur Abgasrückführung. Seine höhere Viskosität verbessere zudem die Verarbeitungseigenschaften gegenüber AEM-Standardtypen, ergänzt durch verbesserte Green Strength und verlängerte Anvulkanisationsbeständigkeit bei der Extrusion.

Viton, der bisher am häufigsten spezifizierte Fluorkautschuk, ergänzt die Reihe der Kautschukprodukte von Dupont. Er eignet sich zum Abdichten von Kraftstoffsystemen bei Temperaturen von –40 bis 230 Grad Celsius und bietet zugleich eine erhöhte Beständigkeit gegen Benzin, Diesel, neue Biokraftstoffe und saure Kondensate aus Blow-by-Gasen oder aus der Abgasrückführung. Zur DKT präsentiert das Unternehmen diverse Beispiele für Anwendungen von Viton in Form von Kraftstoffdichtungen, Flachdichtungen und Schläuchen.

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