13 [ REIFF TECHNISCHE PRODUKTE ] Kunststoffe - Roller Belgium

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KUNSTSTOFFE 13/103
HINWEISE ZUR SPANGEBENDEN BEARBEITUNG
VON THERMOPLASTEN
PE/PP, H-PVC, PA, POM, PC/PET, etc.
Feuchtigkeitsaufnahme und -abgabe
Bei der Bemaßung und Festlegung von Toleranzen ist bei
Polyamid teilen noch zu beachten, dass die Polyamide Wasser
aufnehmen.
Die Höhe der Wasseraufnahme hängt von der relativen Feuchtigkeit
der Umgebung ab und dem Kristallinitätsgrad des Materials.
Im Normalklima nach DIN 50014 erreicht Polyamid 6 z. B. einen
Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,5–3 %. Bei Halbzeugen kann im
Anlieferungs zustand von einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 1–2 %
ausgegangen werden. Die Feuchtigkeits auf nahme verursacht
gegen über dem Trockenzustand eine Volumenzunahme, also auch
eine Maßänderung.
Die Feuchtigkeitsaufnahme bzw. -abgabe geschieht nach den
Diffu sionsgesetzen und geht in natürlicher Atmosphäre sehr
langsam vor. Damit ziehen kurzzeitige Schwankungen der relativen
Feuchtigkeit nur geringe Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes
der Polyamide nach sich, und auch Maßänderungen bleiben entsprechend
gering. Maß änderungen durch Feuchtigkeits aufnahme
sind deshalb nicht über zubewerten und nehmen lange nicht die
Dimensionen der Maß änderungen durch Temperaturunterschiede
ein.
Bei Maschinenelementen, die immer unter Wasser arbeiten,
z. B. Schiffsruderlager, kann eine Konditionierung vor der Fertigbearbeitung
vorgenommen werden, sodass eine zusätzliche
Maß änderung durch Feuchtigkeitsaufnahme weitgehend ausgeschlossen
wird.
Zu erwähnen sei noch, dass die Feuchtigkeitsaufnahme bei Gusspolyamid
auf Grund der hohen Kristallinität des Materials weitaus
geringer ist als bei extrudiertem Polyamid 6 oder 6-6.
Längenzunahme
Feuchtigkeitsgehalt
Diagramm 1
Längenzunahme in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt von PA 6
bei Lagerung im Wasser von Raumtemperatur, gemessen an
Normkleinstäben.
Innere Restspannung
Beseitigung von inneren Spannungen
Bei der Herstellung von Thermoplast-Halbzeugen ist es nicht
immer zu vermeiden, dass innere Spannungen entstehen, besonders
bei Typen, die stark kristallisieren. Es handelt sich hier in
erster Linie um die Polyamid-66-Typen, aber auch um Qualitäten,
die durch Beimischung von Molybdändisulfid, Graphit, Titandioxid,
Glasfaser oder anderen kristallisationserregenden Zusätzen ein
stark kristallines Gefüge aufweisen. Bei größeren Dimensionen
können derartige restliche innere Spannungen beim Durchbohren
zu Rissbildungen oder nachträglichen Dimensionsänderungen
führen. Um Rissbildungen beim Durchbohren zu vermeiden,
kann es in schwierigen Fällen notwendig sein, das Werkstück bis
150 °C zu erwärmen und in noch warmem Zustand zu durchbohren
und/oder vorzubearbeiten. Nach dieser Vorbehandlung ca. 24 Std.
Zwischenlagerung zur Beruhigung des Materials ein planen
(z. B. im Wärmeofen bei ca. 150 °C, pro 1 mm Wanddicke ca. 5 min)
und nachfolgender langsamer Abkühlung.
Toleranzen
Das Einhalten sehr enger Toleranzen – beispielsweise einige µm
– wird gegenstandslos, da thermoplastische Werkstoffe durch ihre
verhältnismäßig große Volumenausdehnung bei Erwärmung und
bei Feuchtigkeitsaufnahme Dimensionsschwankungen ausgesetzt
sind. Bei der Konstruktion bzw. Auslegung von Bauteilen aus
thermoplastischen Kunststoffen sollten zu erwartende Maßveränderungen
durch Umwelteinflüsse wie Temperatur und Feuchtigkeit
durch entsprechend vergrößertes Spiel der Funktionsmaße
berücksichtigt werden. Die zu erwartenden Abmessungsveränderungen,
verursacht durch Temperatur- und Feuchtigkeitseinfluss,
lassen sich anhand der technischen Daten für den Werkstofftyp
genau berechnen.
— Diese Angaben sollen eine wertvolle Hilfe bei der Werkstoffauswahl
sein. Die hier aufgeführten Daten liegen im normalen
Bereich der Produkteigenschaften. Sie stellen jedoch
keine zugesicherten Eigenschaftswerte dar und sollen nicht
zu Spezifikationszwecken oder als alleinige Grundlage für
Kon struktionen herangezogen werden.