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OberFLächenbehAnDLunG In Der MeDIzIntechnIk - Freudenberg ...

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Ausgabe 3_2011<br />

FFD IM<br />

DIALOG<br />

Mehr <strong>In</strong>formationen unter www.forschungsdienste.de<br />

Oberflächenbehandlung in der<br />

Medizintechnik<br />

u Möglichkeiten in der Abteilung Oberflächentechnik S. 4<br />

<strong>Freudenberg</strong><br />

Forschungsdienste KG


<strong>In</strong>haltsverzeichnis<br />

2 <strong>In</strong>halt<br />

1. Vorwort S. 3<br />

2. Oberflächenbehandlung in der Medizintechnik S. 4<br />

3. Sol-Gel Technologie S. 8<br />

4. Workshop Ankündigung S. 14<br />

5. FFD meets LED S. 15<br />

6. Neues von den Senior Scientists S. 18<br />

7. Vorsicht Erfindung S. 20<br />

8. Seminare S. 21<br />

LED-Röhre


Vorwort<br />

Liebe Geschäftsfreunde,<br />

die Mitarbeiter der Forschungsdienste wollen Kundennähe gestalten und leben<br />

– das ist uns wichtig! Dabei sind unsere Kunden sehr unterschiedlich und bei<br />

näherer Betrachtung kann man heute mindestens fünf verschiedene Kundensegmente<br />

identifizieren.<br />

Traditionell haben die Forschungsdienste natürlich zu den Kunden am Standort<br />

in Weinheim und der näheren Umgebung eine besondere Beziehung, die<br />

durch viele persönliche Kontakte geprägt ist. Auch zu vielen anderen Standorten<br />

der <strong>Freudenberg</strong> Gruppe gibt es langjährige Kundenbeziehungen. Obwohl<br />

hier vieles vertraut und bekannt ist, wollen wir doch immer wieder auch mit<br />

neuen Dingen überraschen. Im Beitrag von Frau Dr. Katharina Müller werden<br />

Sie sehen, dass auch eine scheinbar bekannte Technologie wie das Sol-Gel-<br />

Verfahren, dessen Grundlagen bereits zur Mitte des 19. Jahrhunderts gelegt<br />

wurden, durch neue Erkenntnisse der Nanotechnologie gerade in den letzten<br />

zehn Jahren besondere Fortschritte gemacht hat. Diese führen heute zu faszinierenden<br />

Möglichkeiten z.B. für Vliesstoffe oder auch für Dichtungsanwendungen.<br />

<strong>In</strong> den letzten Jahren wurde das Portfolio der <strong>Freudenberg</strong> Gruppe durch<br />

Akquisitionen (z.B. Burgmann, Surtec) kontinuierlich erweitert und über neue<br />

Technologien ergänzt. Einerseits können die Forschungsdienste hier mit bereits<br />

existierenden Kompetenzfeldern unterstützen, andererseits müssen diese gezielt<br />

vervollständigt und ausgebaut werden.<br />

<strong>In</strong>sbesondere die für <strong>Freudenberg</strong> neuen Marksegmente Medizintechnik sowie<br />

Öl & Gas stellen die Forschungsdienste vor weitere Herausforderungen. Hier<br />

sind uns teilweise die Märkte noch wenig vertraut und es werden innovative<br />

Technologien gefordert. Erste Erfolge der Oberflächentechnik für die Medizintechnik<br />

zeigt in diesem Zusammenhang Frau Dr. Anke Zeller in ihrem Beitrag.<br />

Ein wichtiges Kundensegment stellen unsere externen Kunden mit ihren vielfältigen<br />

Anforderungen dar. <strong>In</strong>sbesondere die Schadensanalyse ist hier eine<br />

oft nachgefragte Dienstleistung. Unser Senior Scientist Dr. Michael Ballhorn<br />

beschreibt in seinem Beitrag, wie man „aus Schaden klug“ wird. Das fand<br />

auch die IHK Rhein-Neckar, die Herrn Dr. Ballhorn zum öffentlich bestellten<br />

und vereidigten Sachverständigen für „Schadensanalysen an Verklebungen und<br />

Verbunden“ ernannt hat.<br />

Ich wünsche Ihnen viel Vergnügen bei der Lektüre und viele neue Anregungen<br />

für Ihre Arbeit.<br />

Ihr<br />

Jörg Böcking<br />

Vorwort<br />

3


Möglichkeiten in der Abteilung Oberflächentechnik<br />

<strong>OberFLächenbehAnDLunG</strong><br />

ächenbeh<br />

<strong>In</strong> <strong>Der</strong> MeDIz<strong>In</strong>technIk<br />

4<br />

Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />

<strong>In</strong> der Medizintechnik finden verschiedenste Werkstoffe und Materialien<br />

ihren Einsatz, die oftmals erst durch eine Oberflächenbehandlung<br />

den Endanforderungen an das spätere Produkt gerecht<br />

werden können. Die Abteilung Oberflächentechnik der<br />

<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG in Weinheim beschäftigt sich<br />

mit klassischen, aber auch modernen nasschemischen, wie auch<br />

plasmatechnischen Beschichtungsverfahren, die maßgeschneider-<br />

te Einstellungen der Oberflächeneigenschaften ermöglichen. Erzielbare<br />

Effekte sind beispielsweise die Reduzierung von Reibung,<br />

eine Verbesserung der Haptik, die Einführung chemischer Funktionalitäten<br />

und eine verbesserte Medienbeständigkeit der Materialien.<br />

Schmutz- und ölabweisende Effekte können durch eine<br />

oleophobe Ausstattung der Oberfläche erzielt werden. Farbige<br />

Beschichtungen ermöglichen eine gezielte Steuerung der Lichtdurchlässigkeit<br />

transparenter Grundwerkstoffe. Aber auch nur die<br />

Optik kann durch farbige Beschichtungen verändert werden.


Abb. 1: Atmosphärendruckplasmadüse und Niederdruckplasmakammer<br />

Bei den <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdiensten werden Fragestellungen<br />

wie beispielsweise das Einstellen der Oberflächenenergie bzw. der<br />

Benetzbarkeit oder eine Anpassung der Haftungseigenschaften bearbeitet.<br />

Plasmaprozesse erlauben es zudem, mehrere Funktionalitäten<br />

in einem Prozess zu realisieren,<br />

sodass etwa eine bioaktive<br />

Schicht mit guter Haftung an das<br />

entsprechende Substrat in einem<br />

Prozess erzeugt werden kann.<br />

Die Oberflächen werden auf umwelt-<br />

und ressourcenschonende<br />

Weise im Plasma beschichtet,<br />

aktiviert oder auch plasmageätzt.<br />

Ohne Emission von Lösungsmitteln<br />

und ohne zeitaufwendige<br />

Trocknungsprozesse können verschiedenste<br />

Bauteil-Geometrien<br />

im Niederdruck- oder im Atmosphärendruckplasmafunktionalisiert<br />

werden.<br />

Abb. 2: Niederdruckplasma Doppel-Trommelanlage<br />

Dazu steht im Technikum der<br />

<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste<br />

eine vielfältige Anlagentechnik<br />

zur Verfügung. Kleinteile können<br />

in Schüttgutprozessen im Niederdruck<br />

behandelt werden. Atmosphärendruckplasmen<br />

eignen<br />

sich besonders für die <strong>In</strong>tegration<br />

in bestehende Prozessketten.<br />

Hierzu setzen wir je nach geometrischen<br />

Anforderungen Plasmadüsen<br />

oder Anlagen zur Behandlung<br />

und Beschichtung von<br />

Bahnenware ein. Vliesstoffe, Folien<br />

und Textilien werden großflächig,<br />

effizient, kostengünstig und<br />

schnell mit einer „Rolle-zu-Rolle“-<br />

Anlage funktionalisiert.<br />

Abb. 3: Atmosphärendruckplasmaanlage<br />

Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />

5


6<br />

<strong>In</strong> Zusammenarbeit mit den verschiedenen <strong>Freudenberg</strong> Teilkonzernen<br />

und Anlagenherstellern werden die ausgearbeiteten Prozesse<br />

kontinuierlich weiterentwickelt, um stetig die Produkteigenschaften<br />

zu verbessern. Wir unterstützen die Übertragung der Technologien<br />

und der bei uns entwickelten Prozesse in die verschiedenen<br />

<strong>Freudenberg</strong>-Bereiche, um dort vor Ort durch spezifische Oberflächenbehandlungen<br />

einen erhöhten Mehrwert von Produkten und<br />

Produktgruppen zu erzielen.<br />

So berät und unterstützt FFD andere <strong>Freudenberg</strong>-Teilkonzerne<br />

bei der Auswahl geeigneter Beschichtungsverfahren für kundenspezifische<br />

Anforderungen an die verschiedenen Produkte. Das<br />

<strong>Freudenberg</strong> Tochterunternehmen Helix Medical Europe mit Sitz<br />

in Kaiserslautern entwickelt und fertigt Silikon- und Thermoplastkomponenten<br />

für die medizintechnische, biotechnologische und<br />

pharmazeutische <strong>In</strong>dustrie. Das Produktportfolio von Helix beinhaltet<br />

unter anderem Schläuche aus Silikon, die z. B. in Kathetern<br />

eingesetzt werden.<br />

Abb. 4: Schlauchmaterial aus dem Produktportfolio der Helix Medical Europe KG<br />

Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />

Dieser Werkstoff ist für medizinische Anwendungen aufgrund der<br />

guten Biokompatibilität, seiner hohen Elastizität und einer guten<br />

Beständigkeit gegenüber verschiedenen Medien sehr gut geeignet.<br />

Eine Silikonoberfläche ist jedoch klebrig und daher auch<br />

stark schmutzanziehend. <strong>Der</strong> hohe Reibungskoeffizient erschwert<br />

zusätzlich den Einsatz für Anwendungen in denen ein gutes Gleiten<br />

gefordert ist, wie z. B. als Endoskopiekatheter. Eine aktuelle<br />

Fragestellung ist auch die <strong>In</strong>nenbeschichtung von Schläuchen für<br />

Herzschrittmacher-Anwendungen. Durch Plasmabehandlung von<br />

Silikonformteilen kann nicht nur die Haptik verbessert, sondern<br />

auch eine problemlose Vereinzelung klebriger Teile im Produktionsprozess<br />

erzielt werden. Auf diese Weise kann nicht nur ein<br />

Mehrwert der Produkte, sondern auch eine Vereinfachung des<br />

Produktionsprozesses erzielt werden. <strong>In</strong> naher Zukunft plant Helix<br />

Medical Europe in Kaiserslautern eine Plasmaanlage in der Reinraumproduktion<br />

vor Ort in Betrieb zu nehmen.<br />

Ein bekanntes Beispiel für kommerzielle, medizinisch zugelassene<br />

Beschichtungen sind sogenannte Parylene-Beschichtungen. Diese


Beschichtungen sind hydrophob, inert, transparent, porenfrei, biokompatibel,<br />

biostabil und zeigen hervorragende Barrierewirkungen<br />

gegenüber Feuchtigkeit, Chemikalien und Gasen. Die Beschichtungen<br />

besitzen zudem eine hohe Dielektrizitätsbarriere. Parylene-<br />

Beschichtungen können durch Abscheidung aus der Gasphase auf<br />

praktisch allen Materialoberflächen in dünnen Schichten (0,1 bis<br />

100 µm) erzeugt werden. Neben dem Einsatz in der Medizintechnik<br />

(z. B. bei Schläuchen, Kathetern, Stents, medizinischer Elektronik,<br />

u. a.) werden sie auch in der Automobilindustrie, Luft- und<br />

Raumfahrt, Elektronik und vielen anderen Gebieten eingesetzt. Es<br />

lassen sich vier Parylene-Typen (N, C, D, HT ® ) unterscheiden. <strong>Der</strong><br />

grundlegende Typ ist Parylene N (Poly-para-Xylen), der sich durch<br />

eine gute Spaltgängigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten<br />

auszeichnet. Parylene C ist eine einfach chlorierte Form vom<br />

Parylene N-Typ, bei dem ein Wasserstoffatom durch ein Chloratom<br />

ersetzt ist. Die besonderen Charakteristika dieses Parylene-Typs sind<br />

eine hohe chemische Beständigkeit und eine sehr hohe Barrierewirkung<br />

gegenüber Gasen und Feuchtigkeit. Parylene D, bei dem zwei<br />

Wasserstoffatome durch Chloratome ersetzt sind, gilt seit langem<br />

mit einer Dauer-Einsatztemperatur von 100 °C als „Hochtemperatur-<br />

Parylene“. Im Einsatz bei noch höheren Temperaturen wurde Parylene<br />

D jedoch von einem neueren Typ, Parylene HT ® , abgelöst.<br />

Hierbei handelt es sich um ein fluoriertes Parylene, das neben einer<br />

hohen UV-Beständigkeit die höchste Spaltgängigkeit und den geringsten<br />

Reibungskoeffizient, sowie die höchste Servicetemperatur<br />

von 350°C im Vergleich zu den vorher genannten Parylene-Typen<br />

aufweist. Parylene HT ® ist eine eingetragene Handelsmarke von<br />

Specialty Coating Systems, <strong>In</strong>c.<br />

Die Plasmatechnologie bietet Potential für eine Vielzahl weiterer<br />

Anwendungsfelder in der Medizintechnik. Plasmaunterstützt können<br />

beispielweise biokompatible, amorphe und diamantartige<br />

DLC-Schichten (Diamond-Like Carbon) hergestellt werden. <strong>Der</strong>artige<br />

Schichten werden aktuell u.a. bei Werkzeugbeschichtungen,<br />

im Automobilbau, im Sanitärbereich, aber auch in der Medizintechnik<br />

für verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt. Ein sehr<br />

niedriger Reibungskoeffizient, sehr gute Verschleißeigenschaften<br />

und die Härte der Schicht führen zu einer deutlich höheren Stabilität<br />

von Implantaten im Körper und erhöhen damit die mögliche<br />

Tragezeit für die Patienten. Durch den Einbau verschiedener<br />

chemischer Elemente werden DLC-Schichten oftmals noch weiter<br />

an spezielle Anforderungen angepasst. So lässt sich bspw. eine<br />

antibakterielle Wirkung durch die Dotierung mit Metallen (Silber<br />

u. ä.) erzeugen.<br />

Oberflächenbehandlungen bieten in der Medizintechnik zahlreiche<br />

Möglichkeiten, die Produkteigenschaften im Hinblick auf die<br />

jeweiligen Anforderungen maßzuschneidern. Für die Zukunft ist in<br />

diesem Themenfeld ein weiterer Aufbau von internen Möglichkeiten<br />

bei und für <strong>Freudenberg</strong> geplant.<br />

Ihre Ansprechpartnerin:<br />

Dr. Anke Zeller<br />

Oberflächentechnik<br />

Tel.: 06201 - 80 73 11<br />

Fax: 06201 - 80 30 63<br />

anke.zeller@freudenberg.de<br />

Oberflächentechnik in der Medizintechnik<br />

7


Chemie und Nanotechnik<br />

SOL-GeL<br />

technOLOGIe<br />

8<br />

Sol-Gel Technologie<br />

Das innovative Verfahren der Sol-Gel Technologie bietet für ein<br />

großes Unternehmen wie <strong>Freudenberg</strong> ein viel versprechendes<br />

Potential bestehende Produkte zu verbessern oder neue zu entwickeln.<br />

Daher haben wir uns bei den <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdiensten<br />

in der Abteilung Chemie und Nanotechnik mit der Sol-<br />

Gel-Chemie auf theoretischer Grundlage beschäftigt und möchten<br />

in dem folgenden Artikel die Möglichkeiten dieser Technologie<br />

zusammenfassen.<br />

einleitung<br />

Bildmaterial der Flad & Flad Communication GmbH, www.flad.de<br />

ein Werkzeug der nanotechnologie<br />

<strong>Der</strong> Wortbestandteil „nano“ stammt aus dem Altgriechischen „Nanos“<br />

und wird mit „Zwerg“ übersetzt. Im Bereich der Wissenschaft<br />

wird „nano“ als Vorsilbe für „milliardstel Teil“ (0,000000001<br />

bzw. 10 -9 ) benutzt. <strong>In</strong> der Nanotechnologie dreht sich alles um<br />

Größen im Nanometer (nm)-Bereich, also um Strukturen und Materialien,<br />

die in mindestens einer Raumrichtung (Länge, Höhe und/<br />

oder Breite) eine Größe zwischen 1 nm und 100 nm aufweisen.<br />

Dabei geht es um die Herstellung, Untersuchung und Anwendung<br />

dieser winzigen Strukturen, die mindestens 50.000 mal kleiner<br />

sind als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Aber nicht


nur die Größe der Nanobausteine ist entscheidend um zur Nanotechnologie<br />

zu zählen, sondern auch die neuen Eigenschaften, die<br />

sich aus der kleinen Größe ergeben. So kann sich zum Beispiel<br />

bei einem Material die Farbe ändern, nur weil es eine kleinere<br />

Abmessung aufweist oder es zeigt auf einmal besondere elektronische<br />

Eigenschaften oder verändert sein magnetisches Verhalten.<br />

Zusammenfassend lässt sich formulieren, dass je nachdem was<br />

für ein Material als Nanostruktur, -schicht, oder -partikel vorliegt,<br />

sich die unterschiedlichsten chemischen, biologischen oder physikalischen<br />

Eigenschaften ändern können. Um diese Eigenschaftsänderungen<br />

für verschiedenste Anwendungen nutzen zu können,<br />

werden heutzutage viele Materialien so klein gefertigt. Dabei ist<br />

es möglich einzelne Atome (Durchmesser zwischen 0,1 – 0,4 nm)<br />

oder kleine Moleküle zu Nanomaterialien aufzubauen. Dieses<br />

Prinzip von klein nach groß wird als Bottom-up Verfahren bezeichnet<br />

und wird in Abb. 1 schematisch durch das Zusammensetzen<br />

kleinerer Bausteine dargestellt.<br />

Abb. 1: Schematische Darstellung des Bottom-up Prinzips zur Herstellung von<br />

Nanomaterialien.<br />

Ein Werkzeug zur Herstellung von solchen Strukturen, Schichten,<br />

bzw. Materialien nach dem Bottom-up Prinzip ist das Verfahren<br />

auf Basis der Sol-Gel Chemie, welches die Möglichkeit bietet,<br />

anorganische bzw. hybridpolymere Werkstoffe zu synthetisieren.<br />

Ausgehend von molekularen Vorstufen (Precursoren) kolloidaler Dispersionen<br />

(Sole) können so zum Beispiel Pulver, Fasern, Schichten<br />

aber auch Xero- oder Aerogele hergestellt werden.<br />

chemie<br />

Was passiert chemisch beim Sol-Gel Prozess?<br />

Um kolloidale Dispersionen herzustellen, werden häufig metallische<br />

Alkoholate M(OR) n mit unterschiedlichen Alkyl-Substituenten<br />

als Rest (R) verwendet. Durch die Zugabe von Wasser im sauren,<br />

neutralen oder basischen Milieu kann eine Hydrolyse ablaufen.<br />

M(OR) n + H 2 O -> M(OR) n-1 OH + ROH (I)<br />

Folgende Kondensationsreaktionen zwischen den teilweise hydrolisierten<br />

Vorläufermolekülen führen zur Ausbildung von M–O–M-<br />

Bindungen unter Abspaltung von Wasser oder Alkoholen.<br />

(RO) n-1 MOH + HOM(RO) n-1 -> (RO) n-1 MOM(RO) n-1 + H 2 O (II)<br />

Durch weitere Kondensationsreaktionen bereits kondensierter Spezies<br />

entstehen Oligomere, die bis zu nanometergroßen Partikeln<br />

anwachsen können und letztendlich das nanopartikuläre Sol bilden.<br />

Die Wechselwirkung (Anziehungskraft) zwischen den einzel-<br />

Sol-Gel Technologie<br />

9


Sol-Gel Technologie<br />

10 Sol-Gel Technologie<br />

nen Partikeln sollte dabei so klein wie möglich gehalten werden.<br />

Die entstandenen Dispersionen müssen eventuell stabilisiert werden,<br />

da aufgrund der extrem großen Oberfläche der gebildeten Partikel<br />

eine Aggregation gefolgt von einer Ausfällung stattfinden kann.<br />

trägermaterialien beispiele<br />

Glas Fenster<br />

flexible Träger Papier, Textil, Leder<br />

Metalle Chrom, Aluminium, Nickel, Gold, Silber,<br />

Stähle, Zink, Eloxal<br />

Kunststoffe Folien, Klebefolien, PE, PP, Polyester, PC,<br />

PS, PMA, PMMA, Acrylnitril, Butadien, Styrol-Copolymere,<br />

Polyacrylat, PU, PSU<br />

Keramik Spritzkeramik<br />

Knochen Knochenersatz<br />

Tabelle 1: Übersicht möglicher Trägermaterialien, die mittels Sol-Gel Technologie<br />

zu realisieren sind.<br />

Verfahren<br />

Möglichkeiten zur Sol-Gel Verarbeitung<br />

Die vielseitige Verarbeitbarkeit dieser kolloidalen Lösungen durch<br />

Sprühen, Tauchen, Schleudern, Beschichten, Gelieren und/oder<br />

Trocknen kann zu vielen verschiedenen Produkten führen. Diese<br />

Prozesse sind schematisch in Abb. 2 dargestellt und werden in<br />

den anschließenden Absätzen detaillierter beschrieben.<br />

Gelierung<br />

Bildet sich zwischen den in Lösung dispergierten Partikeln ein weitmaschiges<br />

Netzwerk aus, so wird dieser Prozess als Gel-Bildung<br />

oder auch Gelierung beschrieben, wobei ein viskoelastischer Festkörper<br />

entsteht. Sind die entstandenen Poren mit Wasser gefüllt,<br />

wird dies als Hydrogel bezeichnet, im Falle von alkoholischen Phasen<br />

im Netzwerk als Alkogel. Durch das Trocknen dieser Gele können<br />

sogenannte Xerogele entstehen, wenn bei Normalluftdruck das<br />

Lösungsmittel abgedampft wird. Xerogele weisen im getrockneten<br />

Zustand starke Strukturänderungen auf. Anschließendes Mahlen<br />

kann pulverförmige Produkte erzeugen. Ein superkritisches Trocknen<br />

bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur führt zu Aerogelen,<br />

die bei der Trocknung ca. 90 % ihres ursprünglichen Volumens<br />

beibehalten und damit sehr viel poröser sind als Xerogele. Keramische<br />

Werkstoffe können ausgehend von den getrockneten Gelnetzwerken<br />

durch Sinterprozesse hergestellt werden.


Abb. 2: Sol-Gel Verfahren und Beispiele für die dadurch entstehenden Produkte.<br />

Faserbildung<br />

Wird ein Sol unter verminderten Druck bei erhöhter Temperatur zu<br />

einer Spinnmasse eingeengt, können Gelfasern erhalten werden.<br />

Aus diesen können je nach Art des Soles nach Trocknung keramische<br />

Oxidfasern, allgemein nichtoxidische Fasern oder im speziellen<br />

Kieselgelfasern generiert werden. Eine weitere Möglichkeit ist<br />

die Beschichtung einer Faser mit Hilfe der Sol-Gel Chemie.<br />

beschichtung<br />

Im Allgemeinen lassen sich aus<br />

einem Sol die unterschiedlichsten<br />

Substrate und Substratformen<br />

zum Beispiel durch Spin Coating,<br />

Tauchen, Rakeln, Roller Coating,<br />

Fluten oder Sprühen beschichten.<br />

Spin Coating (im deutschen auch<br />

Rotationsbeschichtung genannt)<br />

wird in vielen Anwendungen<br />

benutzt, bei denen eine Seite<br />

flacher Substrate oder Objekte<br />

mit einer dünnen, gleichmäßigen<br />

Lage bzw. mit einem Film eines<br />

Materials beschichtet werden<br />

soll. <strong>Der</strong> Prozessablauf ist sche- Abb. 3: Prozessablauf beim Spin Coating.<br />

matisch in Abb. 3 dargestellt.<br />

Das aufzubringende Sol wird auf die Oberfläche des Substrates<br />

gegeben. Das Objekt wird solange auf einem Drehteller rotiert, bis<br />

das Sol gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt ist. Eventuell<br />

verbliebene Lösungsmittelreste, welche sich noch nicht während des<br />

Schleuderprozesses verflüchtigt haben, werden im Anschluss durch<br />

Trocknungsprozesse entfernt. Dabei ist die Dicke der Beschichtung<br />

Sol-Gel Technologie 11


Sol-Gel Technologie<br />

12 Sol-Gel Technologie<br />

von der Geschwindigkeit des rotierenden<br />

Tellers sowie der Viskosität<br />

und Dichte der aufgebrachten<br />

Dispersion abhängig.<br />

Beim Tauchprozess hingegen ist<br />

es möglich ein Substrat beidseitig<br />

zu beschichten, indem der Körper<br />

in ein flüssiges Sol getaucht und<br />

mit einer definierten Geschwin-<br />

Abb. 4: Prozessablauf bei der Tauchbeschichtung.<br />

digkeit unter kontrollierter Temperatur<br />

wieder herausgezogen wird (Abb. 4). Dabei sollte der Vorgang<br />

des Herausziehens möglichst vibrationsfrei vollzogen werden,<br />

um eine einheitliche Beschichtung zu gewährleisten.<br />

Anwendung und Ausblick<br />

Von historischen Anwendungen zu vielseitigen Produkten der Gegenwart<br />

Schon Mitte des 19. Jahrhunderts wurden die Grundlagen des<br />

Sol-Gel Prozesses gelegt, als Ebelman und Graham auf dem Gebiet<br />

der SiO 2 -Gele forschten. Beschichten und das Abscheiden<br />

dünner Filme auf Materialien waren die ersten Anwendungen<br />

der Sol-Gel Chemie. Es existierte bereits 1939 ein Patent, in dem<br />

das Jenaer Glaswerk Schott & Gen die Tauchbeschichtung mittels<br />

eines Sol-Gel Prozesses beschrieb. Seit 1955 arbeiteten Roy et<br />

al. mit dem Sol-Gel Prozess, um neue keramische Oxide mit sehr<br />

hohen chemischen Homogenitäten zu synthetisieren, die mit den<br />

traditionellen Pulvermethoden nicht herzustellen sind. Das Aufbringen<br />

antireflektierender Beschichtungen bei Rückspiegeln von<br />

Autos wurde schon in den 60-er Jahren kommerziell betrieben.<br />

Stöber et al. untersuchten inwiefern die Morphologie und Größe<br />

der Partikel durch Reaktionsbedingungen wie pH-Wert, Temperatur<br />

und Konzentration beeinflusst werden können. Seit den 80-er<br />

Jahren wurden weitere Bereiche wie dünne Schichten, Fasern und<br />

elektronische Anwendungen durch den Einsatz oxidischer Sol-Gel<br />

Prozesse erschlossen. Heutzutage ist es möglich mit nasschemischer<br />

Sol-Gel Technologie Nanoteilchen einer ganz bestimmten<br />

Durchmessergröße in Lösung zu synthetisieren und damit präzise<br />

Materialeigenschaften hervorzurufen. Gerade im Bereich der Beschichtungen<br />

wird die Sol-Gel Chemie benutzt, um sehr viele verschiedene<br />

Anwendungen wie Schutzschichten, optische Effekte,<br />

Passivierungen, Polituren, Sensoren, elektrisch leitende oder isolie-


ende Schichten, anorganische Membranen, elektrochrome Oberflächen<br />

und vieles mehr zu erschließen. Mittlerweile existieren ca.<br />

30 Unternehmen und mindestens genauso viele Hochschulen und<br />

Forschungsinstitute in Deutschland, die sich mit Sol-Gel Technologien<br />

beschäftigen. Die nachstehende Tabelle soll einen Überblick<br />

über erzielbare Eigenschaften geben.<br />

eigenschaften beispiele<br />

elektrische isolierend, halbleitend, elektrochrom, supraleitend, transparent,<br />

thermochrom<br />

chemische laugen- und säurebeständig, chemikalienresistent, oxidationsbeständig,<br />

korrosionsbeständig, wasserdicht, lösungsmittelbeständig,<br />

schmutzzersetzend, CO2-dicht, wasserdampfdicht,<br />

wasserdampfdurchlässig, UV-beständig, photokatalytisch, geruchszersetzend,<br />

diffusionsdicht für Metallionen<br />

mechanische verschleißbeständig, kratzfest, abriebfest, hart, rissbeständig,<br />

reibreduzierend, hitze- oder kälteresistent, geräuschreduzierend<br />

optische antireflektierend, lumineszierend, farbig, matt, metallisch glänzend,<br />

absorbierend, thermochrom,<br />

medizinisch-technische antibakteriell, biokompatibel, bewuchshemmend<br />

von Oberflächen selbstreinigend, antihaftend, haftend, hydrophil, oleophob,<br />

fingerabdruckabweisend, beschlagsmindernd, hydrophob, optimal<br />

abtropfend, leicht zu reinigen, besser gleitend, witterungsbeständig,<br />

flammhemmend<br />

Tabelle 2: Übersicht von Eigenschaften, die mittels Sol-Gel Technologie zu realisieren sind.<br />

Die Vielseitigkeit der verschiedenen Anwendungsgebiete, die von<br />

der Sol-Gel Technologie profitieren, zeigt sich in folgenden konkreten<br />

Beispielen:<br />

Brillengläser oder Solarpaneele mit Anti-Reflex Schicht<br />

Scheinwerferscheiben von Autos aus kratzfestem Polycarbonat<br />

Antimikrobielle Oberflächen aus Glas oder Kunststoff im Opera-<br />

tionssaal<br />

Hydrophile Beschichtungen mikrofluidischer Bauteile<br />

Anti-Beschlags-Schichten auf Sichtfenster von Messgeräten oder<br />

Sportbrillen<br />

Beschichtung von Sanitärkeramiken mit selbstreinigenden<br />

Schichten<br />

Korrosionsschutz-Beschichtungen auf Metallen wie Druckfedern<br />

Reibungsreduzierende Oberflächen auf Dichtungen<br />

Schmutzabweisende, leicht zu reinigende oder anti-Fingerab-<br />

druck-Schichten auf Alltagsprodukten<br />

Hochtemperaturfeste Beschichtungen von Metallen zum Einsatz<br />

bei Verarbeitungsprozessen<br />

Dünnschichten im Bereich Gas-, oder pH-Sensorik<br />

Photokatalytische Schichten auf keramischen Fliesen<br />

Pufferschichten für Supraleiter<br />

Hitzebeständige Fasern für technische Textilien<br />

Sollte der Artikel über diese vielfältigen potentiellen Anwendungsbereiche<br />

Ihr <strong>In</strong>teresse geweckt haben, stehe ich Ihnen mit langjähriger<br />

Erfahrung für weitere Fragen gerne telefonisch, per Email oder auch<br />

persönlich zur Verfügung!<br />

Abb. 5: Antifingerprint;<br />

Bildmaterial der Flad & Flad<br />

Communication GmbH,<br />

www.flad.de<br />

Ihre Ansprechpartnerin:<br />

Dr. Katharina Müller<br />

Abteilung Chemie und<br />

Nanotechnik<br />

Tel.: 06201 - 88 44 10<br />

Fax: 06201 - 88 30 63<br />

katharina.mueller@<br />

freudenberg.de<br />

Sol-Gel Technologie 13


Workshop Ankündigung<br />

nAnO Für FILter,<br />

FASer, VLIeS, ...<br />

14 Workshop Ankündigung<br />

Workshopleitung:<br />

Dr. Stefan Stangler und Dr. Katharina Müller<br />

Nanotechnologie bietet heutzutage ein großes Potential, um Anwendungen<br />

für Vliesstoffprodukte im Bereich Textilien, Filter, Haushalt<br />

oder auch Membranen für <strong>Freudenberg</strong> zu erschließen. Daher wollen<br />

wir dieses Potential mit den <strong>Freudenberg</strong> Mitarbeitern der unterschiedlichen<br />

Teilkonzerne in einem kostenlosen Workshop heraus-<br />

arbeiten.<br />

Anmeldung nur für <strong>Freudenberg</strong>-Mitarbeiter bitte an:<br />

Frau Dr. Katharina Müller,<br />

Tel.: 06201 - 80 44 10, Fax: 06201 - 88 30 63,<br />

katharina.mueller@freudenberg.de<br />

Ort:<br />

FFD Bau 32, Höhnerweg 2-4, 69465 Weinheim<br />

Gebühr:<br />

kostenlos<br />

termin:<br />

19. Oktober 2011


FFD Werkstätten<br />

FFD MeetS LeD<br />

Mit dem Schwerpunkt Energieeinsparung und effiziente Nutzung, sowie<br />

nachhaltige Kostenreduzierung im Bereich der Be- und Ausleuchtung von<br />

Büroräumen beschäftigt sich die FFD-Elektrowerkstatt seit Ende des vergangenen<br />

Jahres. Ziel ist eine deutliche Energieeinsparung unter Berücksichtigung<br />

gleichbleibender oder verbesserter Beleuchtungsqualität.<br />

Doch was bedeutet LED und was macht sie so interessant? LED ist die Abkürzung<br />

für „Light Emitting Diodes“ (Leuchtdiode) und sie ist der neue Held in der<br />

Elektrowelt. Sie ist vielseitig einsetzbar und schon jetzt in verschiedenen Geräten<br />

zu finden. Sie überträgt <strong>In</strong>formationen von Fernbedienungen, beleuchtet<br />

Uhren und gibt an, wenn sich Geräte im Stand-by-Modus befinden. Fasst man<br />

viele LEDs zusammen, sind sie u.a. verantwortlich für das Produzieren der<br />

Bilder auf einem Großbildfernseher oder das Erleuchten von Verkehrslichtern.<br />

LEDs werden als kleine Lichtröhrchen angeboten, die leicht einzubauen sind. Im Gegensatz<br />

zu gewöhnlichen Glühlampen werden sie längst nicht so warm und haben<br />

keinen Glühdraht, der sich abnutzt und abbrennt. Die Beleuchtung kommt durch<br />

Bewegung von Elektronen durch einen Halbleiter zustande. Dadurch ist es möglich,<br />

mit mehreren hell leuchtenden LEDs die gleiche Helligkeit wie durch gewöhnliche<br />

Glüh-, Spar- oder Halogenlampen zu erreichen, welche jedoch wesentlich mehr<br />

Strom verbrauchen.<br />

FFD meets LED 15


Abb. 1: Standard Kassettendeckenleuchte<br />

mit Leuchtstoffröhren<br />

FFD meets LED<br />

Abb. 2: Musterdecke im FFD-<br />

Werkstattbereich mit unterschiedlichen<br />

LED-Röhren<br />

16 FFD meets LED<br />

Wir besuchten die „Light and Building“, sowie die Fachtagung der Firmen<br />

Siemens und Osram „Building KnowLEDge“. Die Erkenntnis war ernüchternd!<br />

Es gibt für viele Anwendungsbereiche „Sonderlösungen“ und „Bausätze“ in<br />

den variantenreichsten Ausführungen. Was es allerdings z.Zt. noch nicht<br />

gibt, ist ein einheitliches Konzept bezüglich Bürobeleuchtung zwischen den<br />

Leuchtmittel- und den Lampenherstellern. Im Klartext bedeutet dies, dass die<br />

Lampengeometrie und Technologie nicht auf die neuen Anforderungen der<br />

LED-Leuchtmittel abgestimmt sind.<br />

All den Widrigkeiten zum Trotz entwickelten wir eine Möglichkeit, eine Musterdecke<br />

im FFD-Werkstattbereich mit vier umgebauten Standard-Deckenkassettenleuchten<br />

für je drei LED-Röhren zu installieren. Hier wurden diverse Varianten<br />

erhältlicher LED-Röhren eingebaut. Variiert wurden die Lichtfarbe und die Lichtstärke,<br />

sowie die Beschaffenheit des Röhrenkörpers - klar bzw. mattiert.<br />

Nach Festlegung eines LED-Leuchtentyps mit hoher Lichtstärke und mattiertem<br />

Röhrenkörper wurde das große Sitzungszimmer des EU-Betriebsrates mit 18<br />

umgebauten Deckenkassettenleuchten ausgerüstet. Mit dieser Variante wurde<br />

eine sehr gute Ausleuchtung mit angenehmer Lichtfarbe und Helligkeit erreicht.<br />

Nicht nur optisch, sondern auch ökonomisch kann sich das Ergebnis sehen lassen.<br />

<strong>Der</strong> Energieverbrauch reduziert sich pro Leuchte von 70 auf 24 Watt. Unter<br />

Berücksichtigung aller Kosten (Anschaffung, Verbrauch und Wartung) ergibt sich<br />

bei einer Lebensdauer der LED-Leuchten von größer 25 Jahren ein Einsparpotential<br />

von etwa 17.500,- € gegenüber momentan im Einsatz befindlichen Leuchtstoffröhren.<br />

Die Amortisationszeit der <strong>In</strong>vestition beträgt etwa 4 Jahre (Abb. 4).<br />

Abb. 3: LED-Röhre<br />

<strong>Der</strong> nächste Schritt war die Ausstattung eines Kommunikationsraums mit sieben<br />

LED-Strahlern, sogenannten Downlights. Hier wurde eine ausgezeichnete<br />

Lichtqualität erreicht. Auch hier reduziert sich der Energieverbrauch<br />

deutlich pro Leuchte von 70 auf 32 Watt. Die Einsparungen bezüglich der<br />

Lebensdauer von größer 25 Jahren beläuft sich hier auf etwa 7.600,- €. Die<br />

Amortisationszeit der <strong>In</strong>vestition beträgt hier sogar nur 2,5 Jahre.<br />

Ebenfalls zu Testzwecken im Einsatz sind eine LED-Vitrinenleuchten mit unterschiedlicher<br />

Lichtfarbe, ein LED-Unterschrankbeleuchtungsband, sowie<br />

eine LED-PC-Leuchte mit USB-Anschluss. Auszuloten sind nun die optimalen


Abb. 4: Kostenvergleich Leucht-<br />

stoffröhren zu LED-Röhren<br />

Ihr Ansprechpartner:<br />

Dipl.-<strong>In</strong>g. (FH) Uwe Fleck<br />

FFD-Werkstätten<br />

Tel.: 06201 - 88 38 66<br />

Fax: 06201 - 88 48 15<br />

uwe.fleck@freudenberg.de<br />

Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Leuchtmittelvarianten, wobei die rasante<br />

Entwicklung der LED-Beleuchtungstechnik auf dem Beschaffungsmarkt<br />

scharf beobachtet werden muss. Neben den momentan noch relativ hohen<br />

Anschaffungskosten sind ganz klar die wirtschaftlichen und ökologischen<br />

Vorteile der LED in den Vordergrund zu stellen. LED-Röhren haben keine<br />

UV-Strahlung und nur wenig <strong>In</strong>frarotstrahlen. Sie enthalten kein Quecksilber<br />

und haben einen wesentlich geringeren Energiebedarf im Betrieb. Bei<br />

der Entsorgung der LED-Röhren fällt kein Sondermüll an. LED-Röhren haben<br />

nur eine minimale Wärmeausstrahlung im Vergleich zu den herkömmlichen<br />

Leuchtstoffröhren.<br />

Abb. 5: LED-Strahler (Downlight) Abb. 6: Downlight<br />

Sie haben eine Brenndauer von bis zu 50.000 Stunden und sind widerstandsfähig<br />

und schockbeständig. Außerdem sind LEDs wartungsfrei bei<br />

hoher Funktionssicherheit. Die LED-Technologie zur Büroausleuchtung steckt<br />

noch in den Kinderschuhen, entwickelt sich jedoch in enormer Geschwindigkeit<br />

weiter. Schon jetzt kann man sagen, dass diese Technologie zukunftsweisend<br />

und höchst effizient ist. Mit den momentan auf dem Markt erhältlichen<br />

LED-Leuchten und den FFD-Randbedingungen ist es bereits möglich, eine<br />

Reduzierung der Betriebskosten um ca. 75% bezogen auf die Lebensdauer<br />

von 25 Jahren zu erreichen. Aus Sicht der Umwelt sind LED-Leuchtmittel eine<br />

sehr sinnvolle, wenn auch nicht die einzige, Lösung zur Reduzierung des<br />

giftigen Abfalls aus Energiesparlampen und Leuchtstoffröhren, zur Senkung<br />

des Energiebedarfs und somit der Energiekosten.<br />

FFD meets LED 17


Dr. Michael ballhorn<br />

Schadensanalyse<br />

Tel.: 06201 - 80 3500<br />

Fax: 06201 - 88 3500<br />

michael.ballhorn@<br />

freudenberg.de<br />

Neues von den Senior Scientists<br />

18 Neues von den Senior Scientists<br />

Die Schadensanalyse<br />

Schadensfälle sind immer negativ besetzt und bedeuten für alle<br />

Beteiligten eine Stresssituation, schließlich geht es oft um sehr viel<br />

Geld. Außerdem leidet das Image des Verursachers bei großen,<br />

spektakulären Schäden in der Öffentlichkeit, bei kleineren Schäden<br />

immerhin noch in der Branche. Die Kundenbindung wird belastet.<br />

Und trotzdem heißt es: Aus Schaden wird man klug!<br />

Das stimmt aber nur, wenn man bereit ist, die Ursachen für den<br />

Schaden herauszufinden und in Zukunft zu vermeiden, und genau<br />

das ist die Aufgabe der Schadensanalyse. Die Analyse eines<br />

bereits versagten Bauteils liefert wichtige Ansatzpunkte zum<br />

Vermeiden von Ausfällen in der Zukunft. Auch wenn Schadens-<br />

analysen immer wieder für Schuldzuweisungen genutzt werden,<br />

ist das eigentliche Ziel einer Schadensanalyse, die Ausfallursache<br />

zu ermitteln, abzustellen und in Zukunft ähnliche Ausfälle zu vermeiden.<br />

Damit ist eine Schadensanalyse auch ein <strong>In</strong>strument zur<br />

Verbesserung bestehender Produkte.<br />

Es hat sich gezeigt, dass ein zielgerichtetes und systematisches<br />

Vorgehen bei der Bearbeitung von Schadensfällen eine grundlegende<br />

Voraussetzung ist, um möglichst schnell und erfolgreich die<br />

Ursache für den Schadensfall zu ermitteln. Die Vorteile, die das<br />

Hinzuziehen eines auf Schadensanalysen spezialisierten Dienstleisters<br />

mit sich bringt, liegen auf der Hand:<br />

a) Die Anzahl der zu untersuchenden Proben kann durch eine gute<br />

Bestandsaufnahme häufig stark eingegrenzt werden. Es werden<br />

weniger nicht zielführende und damit unnötige Analysen durch-<br />

geführt. Dadurch wird zum einen der Zeitraum bis zur Aufklä-<br />

rung verkürzt und zum anderen können auch Kosten eingespart<br />

werden.<br />

b) <strong>Der</strong> auf Schadensanalysen spezialisierte Dienstleister hat Er-<br />

fahrungen mit Schadensbildern. Durch den Vergleich des aktuell<br />

vorliegenden Schadensbilds mit Schadensbildern bereits bear-<br />

beiteter Schadensfälle kann die Anzahl der Untersuchungen<br />

meistens reduziert werden.<br />

c) Es liegen Erfahrungen in der Auswertung und <strong>In</strong>terpretation der<br />

Analyseergebnisse vor.<br />

d) Häufig erfordern aussagekräftige Untersuchungen spezielle<br />

Analyseverfahren, die im eigenen Hause nicht zur Verfügung<br />

stehen, aber beim Dienstleister vorhanden sind.


e) Die Untersuchungen werden von einer unabhängigen Einrich-<br />

tung durchgeführt, die neutral an die Analysen herangeht.<br />

f) Die eigenen Mitarbeiter (z.B. Produktentwickler) werden entlastet.<br />

Sie müssen deutlich weniger Zeit in die Untersuchung ausge-<br />

fallener Bauteile investieren und können sich um ihr eigentliches<br />

Tagesgeschäft kümmern.<br />

g) Bei einem Schadensfall ist Eile geboten. Es muss eine schnelle<br />

Lösung her. Deshalb neigen die Beteiligten im Schadensfall oft<br />

dazu, unkoordiniert und überstürzt Analysen durchzuführen.<br />

Die Aussagekraft der Analysen ist dann oft nur sehr begrenzt<br />

und im schlimmsten Fall ist das Beweismaterial dann zerstört.<br />

Schadensfälle bedeuten für alle Beteiligten immer eine<br />

Stresssituation. Die Kunden sind häufig ärgerlich und es kann zu<br />

sehr emotionalen Diskussionen kommen, wodurch eine weitere<br />

Zusammenarbeit erschwert werden kann.<br />

Abb. 1: Defekte Dichtung<br />

Diese Dienstleistung wird von der Abteilung Schadensanalyse der<br />

<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG seit einigen Jahren für Schäden<br />

an elastomeren und metallischen Bauteilen (Abb. 1), an Kunststoffbauteilen<br />

und an Verklebungen und Verbunden angeboten.<br />

Herr Dr. Michael Ballhorn ist nun von der IHK Rhein-Neckar zum<br />

öffentlich bestellten und vereidigten Sachverständigen für „Schadensanalysen<br />

an Verklebungen und Verbunden“ ernannt worden.<br />

Zum einen wurde damit die Qualität der bisher durchgeführten<br />

Schadensanalysen anerkannt, zum anderen erhalten zukünftige<br />

Schadensanalysen in diesem Themengebiet noch mehr Gewicht<br />

bei Auftraggebern und Endkunden.<br />

Die Erfahrung zeigt: Mit einer erfolgreichen Schadensanalyse zeigen<br />

Sie Kompetenz und verbessern sogar oft das Verhältnis zum<br />

Kunden. Durch jede Schadensanalyse wird der Erfahrungsschatz<br />

über das untersuchte Bauteil und die Anwendung vergrößert.<br />

Dann heißt es zu Recht: Aus Schaden wird man klug!<br />

Neues von den Senior Scientists 19


Vorsicht Erfindung (R. Teichgräber)<br />

20 Rubrik: Vorsicht Erfindung


Ort: Pavillon Bau 22<br />

Gebühr: Euro 890,–<br />

zuzügl. MwSt.<br />

Termin: <strong>In</strong> Planung<br />

Grundzüge der statistischen Versuchsmethodik<br />

Zielgruppe: Das Seminar richtet sich an Entwickler, Prozessingenieure,<br />

Qualitätsbeauftragte, Konstrukteure und alle, die in ihrem<br />

Arbeitsumfeld auf die Planung, Durchführung und Auswertung von<br />

Versuchen angewiesen sind und die statistische Versuchsmethodik<br />

selbst anwenden wollen.<br />

<strong>In</strong>halt: Die Seminarteilnehmer sollen den Ablauf einer statistischen<br />

Versuchsplanung von der Aufgabenanalyse über die Versuchsplanung<br />

bis hin zur Datenanalyse und Optimierung erlernen. Anhand<br />

von praxisnahen Übungen sollen die Teilnehmer in die Lage versetzt<br />

werden, relativ komplexe Problemstellungen selbständig bearbeiten<br />

zu können.<br />

Anmeldungen bitte an:<br />

Frau Ulrike Kast, Tel. 06201 80-48 80, Fax 06201 88-30 63,<br />

ulrike.kast@freudenberg.de<br />

Seminare der <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG<br />

Ort: FFD,<br />

Höhnerweg 2–4,<br />

69465 Weinheim<br />

Gebühr: Euro 1.350,–<br />

zuzügl. MwSt.<br />

Termin: 07. – 09.11.2012<br />

Ort: FFD,<br />

Höhnerweg 2–4,<br />

69465 Weinheim<br />

Gebühr: Euro 1.050,–<br />

zuzügl. MwSt.<br />

Termin: 08.+09.11.2011<br />

Schadensanalyse an kunststoffbauteilen<br />

Seminarleitung: Siljana Lietz, FFD / Dr.-<strong>In</strong>g. habil. Sonja Pongratz, VW<br />

Das Seminar richtet sich an <strong>In</strong>genieure und Techniker, die ein<br />

grundlegendes Verständnis der Schadensmechanismen bei Kunststoffbauteilen<br />

erwerben und Methoden für eine systematische Ursachenanalyse<br />

kennen lernen möchten. Im Rahmen des Seminars<br />

werden mögliche Ursachen für Schäden an Formteilen und die<br />

bei Schadensanalysen eingesetzten Untersuchungsmethoden vorgestellt.<br />

Die systematische Bearbeitung von Schadensfällen wird<br />

anhand eines Leitfadens aufgezeigt.<br />

Gummi/Metall-bindung<br />

Seminarleitung: Dr. Michael Ballhorn<br />

Das Seminar richtet sich an <strong>In</strong>genieure, Chemiker, Techniker und<br />

Werker des Arbeitsgebiets Gummi/Metall-Bindung. <strong>In</strong>halt: Gummi:<br />

Klassen, Verarbeitung und Bindefähigkeit; Metall: Reinigung,<br />

Vorbehandlung (Strahlen, Beizen, Phosphatieren), Benetzung;<br />

Bindemittel: Zusammensetzung und Wirkungsweise, Applikation,<br />

Adhäsionsmechanismen, Gummi- und Oberflächenanalytik, Vorgehensweise<br />

und Abhilfemaßnahmen bei Schadensfällen, praktische<br />

Demonstration und Übungen.<br />

Anmeldungen bitte an:<br />

Frau S. Heinzelbecker, Tel. 06201 80-5563, Fax 06201 88-5563,<br />

sonja.heinzelbecker@freudenberg.de<br />

Seminare 21


Ort: FDS-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 18./19.10.2011<br />

06./07.03.2012<br />

Ort: FDS-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 08./09.11.2011<br />

20./21.03.2012<br />

Ort: FDS-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 22./23.11.2011<br />

24./25.04.2012<br />

Ort: FDS-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 06./07.12.2011<br />

08./09.05.2012<br />

Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termine: 13./14.12.2011<br />

10./11.05.2012<br />

Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 29./30.11.2011<br />

13./14.03.2012<br />

22 Seminare<br />

Seminarreihe „elastomerverarbeitung bei <strong>Freudenberg</strong>“<br />

Seminarleitung: Dr.-<strong>In</strong>g. Andreas Kammann<br />

Die Seminare wenden sich an technisch oder naturwissenschaftlich<br />

vorgebildete Teilnehmer, insbesondere an neue Mitarbeiter in<br />

Produktion, Entwicklung, Produktmarketing etc. Sie sollen sich mit<br />

Hilfe dieser Seminare schnell und gezielt in das für die meisten<br />

bis dahin unbekannte Gebiet der Elastomere einarbeiten können.<br />

Modul 1: Werkstoffe 1<br />

Grundlagen der Kunststoffchemie; Was ist „Gummi“?; Alterungsschutz<br />

& Füllstoffe; Weichmacher & Verarbeitungshilfen; General<br />

Purpose Rubber; Hochleistungskautschuke & Spezialitäten; Thermoplastische<br />

Elastomere (TPE); Rheologie von Elastomeren.<br />

<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />

Modul 2: Werkstoffe 2<br />

Dynamisch-mechanisches Verhalten von Kunststoffen; Haftung von<br />

Gummi; praktische Vorführung; Oberflächenmodifizierung & Tribologie;<br />

Flüssig-Silikonkautschuk (LSR); REACH; Chancen & Risiken<br />

der Nanotechnik; Rezeptoptimierung; Technische Thermoplaste<br />

als Metallersatz; Polyurethane.<br />

<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />

Modul 3: Verfahren 1<br />

Technologie des Mischens; Besichtigung Rohmischwerk, Mischprozess<br />

im <strong>In</strong>nenmischer; Alternative Mischverfahren; Entwicklung<br />

eines Mischprozesses; Grundlagen der Vulkanisation; die Vulkanisationsverfahren;<br />

Sonderverfahren; TPE-Verarbeitung; Rohlingsvorbereitung;<br />

Prozessdatenerfassung; Heizzeitrechner.<br />

<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />

Modul 4: Verfahren 2<br />

Weiterverarbeitung nach dem Mischen im <strong>In</strong>nenmischer; Alternative<br />

Mischverfahren; Ansätze zur Mischprozessoptimierung; Herstellung<br />

von Kautschuk-Bodenbelägen; Prozessoptimierung in der<br />

Elastomerverarbeitung; Endbearbeitung von Gummi-Formteilen;<br />

Energetische Betrachtung der Verarbeitungsprozesse; Rapid Prototyping;<br />

Typische Verarbeitungsfehler; Statistische Versuchsmethodik,<br />

Betriebsdatenerfassung.<br />

<strong>In</strong> Kooperation mit der FDS-Academy.<br />

Modul 5: Produkte<br />

<strong>In</strong> diesem Seminarmodul werden vorzugsweise von den Entwicklern<br />

der einzelnen Produktbereiche die physikalischen Grundlagen<br />

ihrer Produktgruppen behandelt. Die Teil nehmer erhalten<br />

einen breiten Überblick über die Produktpalette von <strong>Freudenberg</strong><br />

Dichtungs- und Schwingungstechnik und von Vibracoustic.<br />

Modul 6: Werkzeugtechnik & Werkzeugreinigung<br />

Werkzeugstähle, Kaltkanaltechnik, Werkzeugbeschichtungen, Physikalisch-technische<br />

Grundlagen der Werkzeugreinigung, Mikro-<br />

strahlen, Reinigung mit Trockeneis (inkl. praktischer Vorführung),<br />

Reinigung mit Laser (inkl. praktischer Vorführung), Reinigung mit<br />

Ultraschall; Trennmittel für die Elastomerverarbeitung, Grundlagen


Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 15./16.11.2011<br />

17./18.04.2012<br />

Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 450,–<br />

Termin: 11.11.2011<br />

16.03.2012<br />

Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 950,–<br />

Termin: 26./27.04.2012<br />

Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 950,–<br />

Termin: 03./04.11.2011<br />

22./23.03.2012<br />

Ort: FFD Bau 32<br />

Gebühr: Euro 450,–<br />

Termin: 18.11.2011<br />

20.04.2012<br />

der Werkzeugtechnik, Rapid Tooling, Auslegung von Spritzgießwerkzeugen,<br />

Laserstrukturieren.<br />

Modul 7: Prüfmethoden & Analytik<br />

Statische Prüfmethoden, Dynamische Prüfmethoden, Lebensdauerabschätzung,<br />

Beständigkeitsprüfungen, Kalorische Eigenschaften,<br />

Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Elastomeranalytik,<br />

Schadensanalyse.<br />

Seminare zu anderen themen<br />

Seminarleitung: Dr.-<strong>In</strong>g. Andreas Kammann<br />

Vom kautschuk zum Gummi – ein einsteigerseminar<br />

Dieses Seminar beantwortet grundsätzliche Fragen zur Elastomerchemie.<br />

Was ist überhaupt Gummi, was ist Kautschuk? Wie wird<br />

aus Kautschuk Gummi? Wieso kommen in eine Gummimischung<br />

so viele unterschiedliche Komponenten rein? Was passiert eigentlich<br />

während der Formgebung und der Vulkanisation? Warum gibt<br />

es so viele unterschiedliche Kautschuke?<br />

Polyurethane – Materialien & Verarbeitung<br />

Grundlagen der Polymerchemie, Rohstoffe für Polyurethane, Verarbeitungstechniken<br />

(Gießen, RIM, Spritzguss, Extrusion, Schäumen,<br />

Imprägnieren, …), Mechanische und chemische Eigenschaften,<br />

Analytische Untersuchungen.<br />

Praxisseminar: einrichtung einer Spritzgießmaschine & Fehlersuche<br />

Das Seminar wendet sich an alle Maschinenbediener, die bereits<br />

erste Erfahrungen in der Elastomerverarbeitung gesammelt haben<br />

und zukünftig durch weitergehendes Prozessverständnis selbstständiger<br />

arbeiten sollen bzw. Einrichteraufgaben übernehmen. <strong>In</strong>halt:<br />

Grundlagen des Elastomerspritzgießens, Praktische Einrichtung einer<br />

Spritzgießmaschine, Fehlererkennung und Abhilfemaßnahmen.<br />

Gewerbliche Schutzrechte – Patente, Marken und Geschmacksmuster<br />

Das Seminar wendet sich an alle, die mit Entwicklung und Vertrieb<br />

von technischen Produkten befasst sind (Chemieingenieure,<br />

Chemiker, <strong>In</strong>genieure, technische Fachkräfte, Materialentwickler,<br />

Einkäufer, Verkäufer und Kaufleute). <strong>In</strong>halt: Patente, Gebrauchsmuster,<br />

Marken, Geschmacksmuster, Schutzbereich eines Patents<br />

oder Gebrauchsmusters, Patentstrategie.<br />

Weitere <strong>In</strong>formationen<br />

zu unseren Seminarangeboten finden Sie jederzeit unter:<br />

www.forschungsdienste.de<br />

Anmeldungen bitte an:<br />

Frau Ulrike Kast, Tel. 06201 80-4880, Fax 06201 88-3063,<br />

ulrike.kast@freudenberg.de<br />

Wir behalten uns vor, Anmeldungen von Wettbewerbern der <strong>Freudenberg</strong><br />

Unternehmensgruppe zurückzuweisen.<br />

Seminare 23


Impressum<br />

24<br />

<strong>Freudenberg</strong><br />

Forschungsdienste KG<br />

Herausgeber: <strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste KG,<br />

D-69465 Weinheim<br />

Redaktionsleitung: Martin Gramlich<br />

Redaktion: Ulrike Kast, Dr. Markus Grass,<br />

Sabrina Lemke, Dr. Christof Schmitz,<br />

Dr. Ulrike Herrlich, Dr. Franka Geiß<br />

Gestaltung: Ehret Design, www.ehretdesign.de<br />

<strong>Freudenberg</strong> Forschungsdienste kG<br />

69465 Weinheim (an der Bergstraße)<br />

Telefon +49(0)6201 80-5123<br />

E-Mail ffd@freudenberg.de<br />

www.forschungsdienste.de

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