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Ultramid (PA) - Broschüre (Europa) - BASF Plastics Portal

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<strong>Ultramid</strong> ® (<strong>PA</strong>)<br />

Hauptbroschüre (<strong>Europa</strong>)<br />

<strong>Ultramid</strong> ® im Internet: www.ultramid.de


<strong>Ultramid</strong> ®<br />

Die <strong>Ultramid</strong> ® Marken der <strong>BASF</strong> sind Formmassen auf<br />

der Basis von <strong>PA</strong> 6, <strong>PA</strong> 66, verschiedenen Copolyamiden<br />

wie <strong>PA</strong> 66 / 6 und teilaromatischem Polyamid. <strong>Ultramid</strong> ®<br />

zeichnet sich durch hohe mechanische Festigkeit,<br />

Steifigkeit und thermische Beständigkeit aus. Darüber<br />

hinaus bietet <strong>Ultramid</strong> ® gute Zähigkeit bei tiefen Tempe-<br />

raturen, günstiges Gleitreibeverhalten und problemlose<br />

Verarbeitung. Auf Grund seiner hervorragenden Eigen-<br />

schaften ist dieser Werkstoff in nahezu allen Bereichen<br />

der Technik für die verschiedensten Bauteile und Ma-<br />

schinenelemente, als hochwertiger elektrischer Isolier-<br />

stoff und für viele besondere Anwendungen unentbehr-<br />

lich geworden.


UltrAMiD ® – DEr WErKStOFF DEr WAHl …<br />

DiE EiGENSCHAFtEN VON UltrAMiD ®<br />

DiE VErArBEitUNG VON UltrAMiD ®<br />

AllGEMEiNE HiNWEiSE<br />

… im modernen Automobilbau<br />

… im Elektro- und Elektroniksektor<br />

…für Industrieprodukte und Konsumgüter<br />

Sortimentsbeschreibung<br />

Mechanische Eigenschaften<br />

Thermische Eigenschaften<br />

Wasseraufnahme und Maßhaltigkeit<br />

Elektrische Eigenschaften<br />

Brennverhalten<br />

Verhalten gegenüber Chemikalien<br />

Verhalten bei Bewitterung<br />

Verhalten gegen energiereiche Strahlung<br />

Viskosimetrische und molekulare Daten<br />

Verarbeitungstechnische Eigenschaften<br />

Allgemeine Hinweise zur Verarbeitung<br />

Maschinen- und Werkzeugtechnik<br />

Spritzgießverarbeitung<br />

Sonderverfahren<br />

Spanabhebende Bearbeitung<br />

Verbindungsmethoden<br />

Bedrucken, Prägen, Laserbeschriften, Lackieren, Metallisieren<br />

Bedrucken<br />

Konditionieren<br />

Tempern<br />

Sicherheitshinweise<br />

Qualitäts- und Umweltmanagement<br />

Qualitätssicherung<br />

Lieferform und Lagerung<br />

Einfärbungen<br />

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

Serviceleistungen<br />

Produktübersicht<br />

Nomenklatur<br />

Stichwortverzeichnis<br />

4<br />

6<br />

8<br />

10<br />

12<br />

19<br />

22<br />

24<br />

26<br />

27<br />

28<br />

29<br />

30<br />

32<br />

34<br />

38<br />

50<br />

51<br />

52<br />

54<br />

55<br />

56<br />

57<br />

58<br />

59<br />

60<br />

62<br />

04 - 09<br />

10 -29<br />

30-53<br />

54 - 63


4<br />

<strong>Ultramid</strong> ® im modernen<br />

Automobilbau<br />

Die sehr hohen Qualitäts- und Sicherheitsansprüche<br />

im modernen Automobilbau stellen große Anforderungen<br />

an die eingesetzten Werkstoffe. <strong>Ultramid</strong> ®<br />

zeichnet sich aus durch sehr gute thermische und<br />

chemische Beständigkeit, dynamische Festigkeit,<br />

Zähigkeit und gute Dauergebrauchseigenschaften.<br />

Diese technischen Eigenschaften von <strong>Ultramid</strong> ®<br />

lassen sich in hervorragender Weise mit den<br />

Schnellkupplungen<br />

intelligenten Konzepten des modernen Automobilbaus<br />

verknüpfen. <strong>Ultramid</strong> ® bietet hierbei aufgrund<br />

seiner breiten Funktionalität ein großes Potenzial<br />

für die wirtschaftlich optimierte Herstellung von<br />

Bauteilen und Baumodulen. Weitere Kriterien wie<br />

Leicht bau weise, Wiederverwertbarkeit und werkstoff-<br />

übergreifende integrierte Systemlösungen zeigen<br />

die Überlegenheit von <strong>Ultramid</strong> ® im Vergleich zu<br />

herkömmlichen Werkstoffen.<br />

Typische Anwendungsbeispiele für <strong>Ultramid</strong> ® im Fahrzeugbau:<br />

Bauteile im Motorraum und in der Motorschmierung, z. B. Ansaugmodule,<br />

Motorabdeckungen, Ölwannen, Ölfiltergehäuse, Ventildeckel,<br />

Zylinderkopfhauben, Nockenwellenzahnräder, Kettenführungsschienen,<br />

Zahnriemenabdeckungen.<br />

Bauteile und Gehäuse für Kühlungen und Lüftungen: z. B. Wasserkästen<br />

für Kühler und Heizungswärmetauscher, Wasserausgleichsbehälter,<br />

Heißwasserregelventile, Thermostatgehäuse, Lüfter, Lüfterzargen.<br />

Bauteile im Kraftstoffversorgungssystem, z. B. Kraftstoff-Filtergehäuse,<br />

Kraftstoffleitungen.


Lichtmaschinenkappe Stoßfängerabstützung<br />

Bauteile in Getrieben, Kupplungen, Kupplungsdrucklagern, Schaltungen<br />

und Tachometer-Antrieben, z. B. Lagerkäfige, Schaltblöcke, -gabeln,<br />

-hebelgelenke, Getriebeanlaufscheiben.<br />

Bauteile am Fahrgestell, z. B. Lenkräder, Lenksäulenhalterungen, Wälzlagerkäfige,<br />

Befestigungsklipse.<br />

Außenbauteile, z. B. Strukturbauteile, Spoiler, Türschweller, Kühlerschutzgitter,<br />

Türaußengriffe, Außenrückspiegelgehäuse, Radblenden.<br />

Bauteile für die elektrische Ausrüstung, z. B. Kabelbinder, -schellen,<br />

-stecker, Scheinwerfergehäuse, Lampensockel, Sicherungskästen.<br />

Bauteile im Fahrzeuginnenraum, z. B. Pedale und Pedalböcke, Hebel<br />

und Bedienelemente, Türgriffe, Ziergitter.<br />

Design-Motorabdeckung<br />

mit integriertem luftfilter<br />

ULTrAMID ® – DEr WErKSToFF DEr WAHL …<br />

5


6<br />

<strong>Ultramid</strong> ® im Elektro- und<br />

Elektroniksektor<br />

Die guten elektrischen Isoliereigenschaften, das<br />

günstige Gleitreibverhalten, die hervorragende<br />

mechanische Festigkeit sowie das breite Sortiment<br />

flammgeschützter Marken machen <strong>Ultramid</strong> ® zu<br />

einem Werkstoff, der in nahezu allen Bereichen der<br />

industriellen Energietechnik, der Elektronik sowie<br />

der Hausgerätetechnik eingesetzt wird.<br />

Energietechnik<br />

Hochisolierende Schalterteile und Gehäuse, Reihen- und Verbindungsklemmen,<br />

Energieverteilungssysteme, Kabelkanäle und -befestigungen,<br />

Schütze und Leistungsschalter, Spulenkörper, Leitungsschutzschalter,<br />

speicherprogrammierbare Steuerungen.<br />

Elektronik<br />

Steckverbinder, elektrische und mechanische Komponenten für EDV-<br />

Geräte und Telekommunikation, Kondensatorbecher, Chip carrier.<br />

Hausgerätetechnik<br />

Hausgerätekomponenten wie Schalter, Magnetventile, Steckvorrichtungen,<br />

Programmsteuergeräte, Gehäuse für Elektrohandwerkzeuge;<br />

elektrische Ausrüstung und Gehäuseteile von Haushaltsgroßgeräten wie<br />

Wasch- und Spülmaschinen und Kleingeräten wie Kaffeeautomaten,<br />

Wasserkocher oder Haartrockner.<br />

Photovoltaik<br />

Anschlussdosen und Steckverbinder.<br />

Stecker<br />

Unwuchtsensor<br />

leistungsschalter


Akkubohrhammer<br />

reihenklemme<br />

ULTrAMID ® – DEr WErKSToFF DEr WAHL …<br />

7


8<br />

<strong>Ultramid</strong> ® für Industrieprodukte<br />

und Konsumgüter<br />

Für Industrieprodukte und Konsumgüter ist<br />

<strong>Ultramid</strong> ® in vielen Anwendungen der Werkstoff<br />

der Wahl, vor allem für mechanisch stark be an-<br />

spruchte Teile. In funktionellen Verpackungen,<br />

z.B. für Lebensmittel, hat sich <strong>Ultramid</strong> ® ebenfalls<br />

hervorragend bewährt.<br />

thermodübel<br />

Bau und Installationstechnik<br />

Mauer- und Fassadendübel, Befestigungselemente im Fassadenbau<br />

und in der Solartechnik, Kabel- und Rohrschellen, Wärmedämmstege<br />

für Fenster.<br />

Sanitärtechnik<br />

Griffe, Beschläge, Armaturen, Lüfter, Durchlauferhitzer, Fittinge.<br />

Haushalt<br />

Sitzmöbel, Stuhlrollen und -kreuze, Kochbestecke, Möbelbeschläge.<br />

Allgemeiner Maschinen- und Apparatebau<br />

Kugellagerkäfige, Zahnräder, Getriebe, Dichtungen, Gehäuse,<br />

Flansche, Verbindungselemente, Schrauben.<br />

Fördertechnik<br />

Rollen, Seilrollen, Laufbuchsen, Transportbehälter, -bänder, -ketten.<br />

Feinwerktechnik<br />

Steuer- und Kurvenscheiben, Zählwerkteile, Übertragungsglieder,<br />

Gestellteile, Schalthebel, Gleitelemente.<br />

Solarstecker


Design-Stuhl Vegetal<br />

Design-Besteck<br />

Feuerlöschkopf<br />

Snowboard-Bindung<br />

ULTrAMID ® ULTrAMID – DEr WErKSToFF DEr WAHL…<br />

® – DEr WErKSToFF DEr WAHL …<br />

9


10<br />

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

Unter dem Handelsnamen <strong>Ultramid</strong> ® liefert die <strong>BASF</strong><br />

Polyamide für die Spritzgießverarbeitung und die<br />

Extrusion. Das Sortiment umfasst <strong>PA</strong> 6-Marken<br />

( <strong>Ultramid</strong> ® B), <strong>PA</strong> 66-Marken (<strong>Ultramid</strong> ® A), <strong>PA</strong> 6 / 6T-<br />

Marken ( <strong>Ultramid</strong> ® T ) sowie Sondermarken auf der<br />

Basis von speziellen Copolyamiden, z. B. <strong>PA</strong> 66 / 6.<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A wird hergestellt durch Polykondensation<br />

von Hexamethylendiamin und Adipinsäure,<br />

Die wichtigsten Merkmale von <strong>Ultramid</strong> ® sind:<br />

Hohe Festigkeit und Steifigkeit<br />

Sehr gute Zähigkeit<br />

Gute Federeigenschaften<br />

Hervorragende chemische Beständigkeit<br />

Maßhaltigkeit<br />

Geringe Kriechneigung<br />

Hervorragende Gleitreibeigenschaften<br />

Einfache Verarbeitung<br />

Sortimentsbeschreibung<br />

Basis der <strong>Ultramid</strong> ® B- und A-Marken sowie der Copolyamide sind<br />

Polyamid 6, 66 und 6T, die mit verschiedenen Molekulargewichten<br />

oder Viskositäten, mit verschiedenen Additiven, mit Faser- und Mineral-<br />

verstärkung geliefert werden. Detaillierte Angaben zu den einzelnen<br />

Produkten finden sich in der Sortimentsübersicht <strong>Ultramid</strong> ® .<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B durch hydrolytische Polymerisation von<br />

Caprolactam, <strong>Ultramid</strong> ® C durch Polykondensation<br />

oder hydrolytische Polymerisation von Caprolactam,<br />

Hexamethylendiamin und Adipinsäure sowie<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T durch Polykondensation von Caprolactam,<br />

Hexamethylendiamin und Terephthalsäure.<br />

Diese Ausgangsstoffe werden aus petrochemischen<br />

rohstoffen wie Benzol, Cyclohexan und p -Xylol<br />

gewonnen.<br />

Das <strong>Ultramid</strong> ® Sortiment umfasst folgende Produktgruppen:<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B<br />

ist in unverstärktem Zustand zähhart und ergibt Teile mit gutem Dämpfungsvermögen,<br />

die auch im trockenen Zustand und in der Kälte sehr<br />

schockfest sind. Es zeichnet sich durch eine besonders hohe Zähigkeit<br />

und eine einfache Verarbeitung aus.<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A<br />

ist in unverstärktem Zustand neben <strong>Ultramid</strong> ® T der Werkstoff mit der<br />

größten Härte, Steifigkeit, Abriebfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit.<br />

Es ist ein bevorzugter Werkstoff für hochbelastete und wärmebeanspruchte<br />

Teile in der Elektrotechnik, im Maschinen-, Fahrzeug- und<br />

Apparatebau.<br />

<strong>Ultramid</strong> ® C<br />

Diese Bezeichnung tragen Copolyamide aus <strong>PA</strong> 6- und <strong>PA</strong> 66-Bausteinen,<br />

die je nach Zusammensetzung unterschiedliche Eigenschaften<br />

aufweisen können.<br />

Tabelle 1: <strong>Ultramid</strong> ® Marken<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Polyamid Chemischer Aufbau Schmelztemperatur [°C]<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B 6 Polycaprolactam – NH (CH2) 5CO 220<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A 66 Polyhexamethylenadipinamid – NH (CH2) 6 NHCO (CH2) 4CO 260<br />

<strong>Ultramid</strong> ® C Copolyamide 66/6 Basis Hexamethylendiamin, Adipinsäure, Caprolactam 243<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T Copolyamide 6/6T Basis Caprolactam, Hexamethylendiamin, Terephthalsäure 298


<strong>Ultramid</strong> ® T<br />

Diese Klasse von teilaromatischen Copolyamiden verfügt über sehr<br />

hohe Wärmeformbeständigkeit (Schmelztemperatur 298 °C), Steifigkeit,<br />

Maßhaltigkeit und konstante mechanische Eigenschaften bei wechseln-<br />

der Feuchtigkeit.<br />

Glasfaserverstärktes <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Diese Werkstoffe zeichnen sich durch besonders hohe mechanische<br />

Festigkeit, Härte, Steifigkeit, Wärmeformbeständigkeit und Beständigkeit<br />

gegen heiße Schmierstoffe und heißes Wasser aus. Daraus hergestellte<br />

Teile sind besonders maßkonstant und haben eine hohe Zeitstandfestig-<br />

keit. Glasfaserverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® T zeichnet sich darüber hinaus durch<br />

eine außerordentlich hohe Wärmeformbeständigkeit (bis 280 °C) aus.<br />

Verstärkte und unverstärkte Marken mit Brandschutzausrüstung<br />

Die so ausgerüsteten Marken <strong>Ultramid</strong> ® C3U, A3X2G5, A3X2G7,<br />

A3X2G10, A3UG5, B3UG4 und T KR4365 G5 eignen sich besonders<br />

für elektrotechnische Bauteile mit erhöhten Brandschutzanforderungen<br />

und hoher Kriechstromfestigkeit.<br />

Mineralverstärktes <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Die besonderen Vorteile dieser Werkstoffe sind erhöhte Steifigkeit, gute<br />

Maßkonstanz, geringe Verzugsneigung, glatte Oberfläche und gutes<br />

Fließvermögen.<br />

A3Z<br />

Abb. 1: Streckspannung (bei verstärkten Marken Zugfestigkeit) von<br />

ausgewählten <strong>Ultramid</strong> ® Marken bei 23 °C trocken (ISO 527)<br />

B3S<br />

B3EG3, B3ZG3<br />

B3M6<br />

A3K, A3W<br />

A3R, B3L<br />

A3EG6<br />

T KR 4355 G7<br />

A3EG7, B3ZG8<br />

5000 10000 15000<br />

A3EG10<br />

B3WGM24, B3EG6, B3ZG6<br />

A3EG5, A3HG5, B3EG5<br />

A3EG10, A3WG10<br />

T KR 4355 G7<br />

A3EG7, B3G8<br />

A3EG6, A3X2G10, B3EG6<br />

A3EG5, A3X2G7,<br />

B3EG5, B3ZG6<br />

A3X2G5<br />

B3EG3<br />

B3WGM24<br />

T KR 4350<br />

A3K, B3S<br />

B3M6<br />

A3R<br />

B3L<br />

50 100 150 200 250<br />

Streckspannung/Zugfestigkeit [MPa], 23°C, trocken<br />

Elastizitätsmodul [MPa], 23°C, trocken<br />

Abb. 2: Elastizitätsmodul von ausgewählten <strong>Ultramid</strong> ® Marken bei<br />

23 °C, trocken (ISO 527)<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

11


12<br />

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

Mechanische Eigenschaften<br />

Das <strong>Ultramid</strong> ® Sortiment bietet Marken mit vielfältigen Kombinationen<br />

mechanischer Eigenschaften.<br />

Das Besondere der unverstärkten Marken ist die ideale Kombination<br />

von mittlerer Festigkeit, Steifigkeit, Zeitständigkeit bei ausgezeichnetem<br />

Zähigkeits- und Gleitreibverhalten.<br />

Diese Vorteile sind zurückzuführen auf die teilkristalline Struktur und<br />

die starken zwischenmolekularen Zusammenhaltskräfte, verursacht<br />

durch die sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen, die zwischen<br />

den Amidgruppen wirken.<br />

Die verstärkten Marken bieten hohe Steifigkeit, hohe Zeitstandfestig-<br />

keit, Härte und Maßhaltigkeit bei überragender Wärmeform- und<br />

Wärmealterungsbeständigkeit.<br />

Stecker<br />

Zugfestigkeit [MPa]<br />

Schubmodul [MPa]<br />

220<br />

200<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

10 3<br />

10 2<br />

10 1<br />

10 0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

A3K<br />

T KR 4355 G7<br />

A3EG7<br />

A3WG3<br />

A3EG6<br />

A3EG10<br />

T KR 4355 G7<br />

-50 0 50 100 150 200 250 300<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 4: Schubmodul von <strong>Ultramid</strong> ® A- und T-Marken in Abhängigkeit<br />

von der Temperatur (DIN 53445, trocken)<br />

A3EG5<br />

B3EG6<br />

Temperatur 23°C<br />

T KR 4350<br />

A3K<br />

B3S<br />

Feuchtigkeitsgehalt [%]<br />

Abb. 3: Zugfestigkeit (bei unverstärkten Marken Streckspannung)<br />

von <strong>Ultramid</strong> ® in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt bei 23 °C<br />

(nach ISO 527)


Schubmodul [MPa]<br />

10 3<br />

10 2<br />

10 1<br />

10 0<br />

B3K<br />

B3M6<br />

B35EG3<br />

B3EG6<br />

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

Temperatur [°C]<br />

Abb. 5: Schubmodul von <strong>Ultramid</strong> ® B-Marken in Abhängigkeit von der<br />

Temperatur (DIN 53445, trocken)<br />

Elastizitätsmodul [MPa]<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

B3WG6, B3EG6<br />

B3EG3, B35EG3<br />

B3WG5<br />

B3WGM24<br />

B3M6<br />

0<br />

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 7: Elastizitätsmodul von verstärkten <strong>Ultramid</strong> ® B-Marken in<br />

Abhängigkeit von der Temperatur (Biegeversuch ISO 178, trocken)<br />

Elastizitätsmodul [MPa]<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

A3WG10, A3EG10<br />

A3WG7, A3EG7<br />

A3WG5, A3EG5,<br />

A3HG5<br />

0<br />

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 6: Elastizitätsmodul von verstärkten <strong>Ultramid</strong> ® A-Marken in<br />

Abhängigkeit von der Temperatur (Biegeversuch ISO 178, trocken)<br />

Elastizitätsmodul [MPa]<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

T KR 4355 G7<br />

A3WG7<br />

T KR 4350<br />

0<br />

A3K<br />

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 8: Zug-Elastizitätsmodul (ISO 527) von <strong>Ultramid</strong> ® T im Vergleich<br />

zu <strong>Ultramid</strong> ® A in Abhängigkeit von der Temperatur, trocken<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

13


14<br />

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

Das Sortiment lässt sich nach den Elastizitätsmodulbereichen<br />

der Produkte in sechs Gruppen einteilen:<br />

Zähmodifizierte unverstärkte Marken 1500 - 2000 MPa<br />

Unverstärkte Marken 2700 - 3500 MPa<br />

Mineralverstärkte zähmodifizierte Marken (+GF) 3800 - 4600 MPa<br />

Mineralverstärkte Marken (+GF) 3800 - 9300 MPa<br />

Zähmodifizierte glasfaserverstärkte Marken 5200 -11200 MPa<br />

Glasfaserverstärkte Marken 5200 -16800 MPa<br />

Die mechanischen Eigenschaften werden von der Temperatur, der Zeit,<br />

dem Feuchtigkeitsgehalt und den Herstellungsbedingungen der Probekörper<br />

beeinflusst.<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T nimmt hier eine Sonderstellung ein. Es zeichnet sich durch<br />

die weitgehende Unabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von<br />

schwankender Umgebungsfeuchtigkeit aus.<br />

Bei den verstärkten Marken kommt der Einfluss folgender Modifizierungen<br />

auf die Eigenschaften hinzu: z. B. Glasfasergehalt, Glasfaserorientierung,<br />

mittlere Glasfaserlänge, Glasfaserlängenverteilung und<br />

Einfärbung.<br />

Die Streckspannung von trockenem unverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® liegt bei<br />

70 bis 100 MPa, bei verstärkten Marken steigt die Bruchspannung bis<br />

auf 250 MPa an. Das Verhalten bei kurzer einachsiger Zugspannung<br />

wird als Spannungs-Dehnungs-Diagramm dargestellt (vgl. Abb. 9 -11),<br />

worin der Einfluss von Temperatur, Verstärkung und Feuchtigkeitsgehalt<br />

verdeutlicht wird.<br />

Insbesondere verstärkte Marken zeichnen sich durch hohe Zeitstandsfestigkeit<br />

und geringe Kriechneigung aus.<br />

rundstecker<br />

Schlagzähigkeit, Kälteschlagzähigkeit<br />

Polyamide sind sehr zähe Werkstoffe. Sie eignen sich für Teile, an<br />

deren Bruchsicherheit hohe Anforderungen gestellt werden. Zur Charakterisierung<br />

des Zähigkeitsverhaltens dienen im allgemeinen unter<br />

verschiedenen Bedingungen ermittelte Normprüfwerte (vgl. Sortimentsübersicht<br />

<strong>Ultramid</strong> ® ).<br />

Da die Werte wegen der verschiedenen Prüfanordnungen, Probekörperabmessungen<br />

und Kerbformen nicht direkt miteinander vergleichbar<br />

sind, ermöglichen sie allenfalls einen Vergleich von Formmassen innerhalb<br />

der einzelnen Produktgruppen.<br />

Zur praktischen Beurteilung des Zähigkeitsverhaltens sind Fertigteilprüfungen<br />

unerlässlich, wofür sich z. B. der Fallbolzentest, durchgeführt<br />

an Gehäusen, Platten oder an Testkästchen (vgl. Abb. 12), in Anlehnung<br />

an DIN 53443 Teil 1, bewährt hat. Das Zähigkeitsmaß ist die Schädigungsarbeit<br />

W50 (J ), bei der 50 % der geprüften Teile brechen. Hochschlagzähe<br />

unverstärkte <strong>Ultramid</strong> ® Marken erreichen danach schon im<br />

trockenen Zustand bei 23 °C, teilweise auch in der Kälte, Werte von<br />

> 140 J, d. h. die Teile brechen z. B. nicht beim Aufprall eines 10-kg-<br />

Gewichts aus 1,4 m Höhe (Auftreffgeschwindigkeit 5,3 m /s).<br />

Das Verhalten von <strong>Ultramid</strong> ® bei Schlagbeanspruchung wird allerdings<br />

von vielen Faktoren, in erster Linie von der Formgebung des Bauteils,<br />

der Steifigkeit und des Feuchtigkeitsgehalts des Werkstoffs beeinflusst.


Zugspannung [MPa]<br />

Zugspannung [MPa]<br />

200<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

B3S B3WG5 °C<br />

T KR 4350<br />

Prüfungsgeschwindigkeit:<br />

50 mm/min<br />

60°C<br />

23°C<br />

80°C<br />

100°C<br />

100<br />

0 1 2 0 1 2<br />

T KR 4355 G7<br />

Prüfungsgeschwindigkeit:<br />

5 mm/min<br />

23°C<br />

60°C<br />

80°C<br />

-20<br />

100°C<br />

150°C<br />

0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10<br />

Dehnung [%]<br />

Abb. 11: Spannungs-Dehnungs-Diagramme für <strong>Ultramid</strong> ® T, trocken<br />

nach ISO 527<br />

60<br />

°C<br />

-20<br />

23<br />

23<br />

60<br />

100<br />

120<br />

150<br />

Dehnung [%]<br />

Abb. 9: Spannungs-Dehnungs-Diagramme für <strong>Ultramid</strong> ® B3S und<br />

B3WG5 (trocken) nach ISO 527 ( Prüfgeschwindigkeit 2 mm /min)<br />

Zugspannung [MPa]<br />

200<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

A3K<br />

100<br />

°C<br />

-20<br />

23<br />

60<br />

0 1 2 0 1<br />

A3EG5<br />

2<br />

°C<br />

-20<br />

23<br />

60<br />

100<br />

120<br />

150<br />

Dehnung [%]<br />

Abb. 10: Spannungs-Dehnungs-Diagramme für <strong>Ultramid</strong> ® A3K und<br />

A3EG5 ( trocken) nach ISO 527 (Prüfgeschwindigkeit 2 mm /min)<br />

B3S<br />

B3L<br />

A3K<br />

50<br />

100<br />

A4K<br />

A3K, A3W<br />

A3Z<br />

>140<br />

+23°C<br />

-20°C<br />

Fallbolzen<br />

Schädigungsarbeit W 50 [J]<br />

P<br />

120<br />

(mm)<br />

Abb. 12: Schlagzähigkeit, ermittelt als Schädigungsarbeit W 50 nach<br />

DIN 53443 Teil 1 ( Testkästchen s = 1,5 mm), von unverstärktem<br />

<strong>Ultramid</strong> ® bei + 23 und - 20 °C, trocken (ungefärbt)<br />

1,5<br />

1,5<br />

40<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

15


16<br />

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

Wie aus Abbildung 13 ersichtlich, gibt es die <strong>Ultramid</strong> ® Marken in den<br />

unterschiedlichsten Kombinationen von Schlagzähigkeit und Steifigkeit.<br />

Je nach Anwendung, Anforderung, Konstruktion und Verarbeitung kön-<br />

nen unverstärkte, höhermolekulare, glasfaserverstärkte, mineralgefüllte<br />

oder zähmodifizierte Produkte mit jeweils optimaler Zähigkeits-Steifig-<br />

keits-Relation gewählt werden.<br />

Auch die folgenden Hinweise sollten bei der Wahl geeigneter Werk-<br />

stoffe beachtet werden.<br />

Feuchtigkeit fördert die Zähigkeit von <strong>Ultramid</strong> ® , auch in der Kälte. Bei<br />

glasfaserverstärkten Marken nimmt die Zähigkeit von Fertigteilen mit<br />

steigendem Glasfasergehalt ab, während die Werte der Schlagbiege-<br />

prüfung von Normprobekörpern und die Festigkeit ansteigen. Dieser<br />

Effekt ist auf die unterschiedliche Glasfaserorientierung zurückzuführen.<br />

Hochmolekulare unverstärkte Produkte haben sich für dickwandige<br />

technische Teile mit hohen Anforderungen an die Schlagzähigkeit<br />

bewährt.<br />

Die zähmodifizierten unverstärkten <strong>Ultramid</strong> ® Typen wie B3L weisen<br />

schon trocken eine hohe Schlagzähigkeit auf. Sie werden eingesetzt,<br />

wenn eine Konditionierung oder eine Zwischenlagerung zur Feuchtigkeitsaufnahme<br />

nicht wirtschaftlich ist oder wenn höchste Kerb- oder<br />

Kälteschlagzähigkeit gefordert ist.<br />

Programmwahlschalter<br />

Neben den jeweiligen Verarbeitungsbedingungen beeinflusst auch die<br />

Formteilgeometrie die Schädigungsarbeit in hohem Maße, und zwar<br />

mit den daraus resultierenden Widerstandsmomenten, wobei besonders<br />

die Wanddicken und Kerbradien zu nennen sind. Selbst Ort und<br />

Geschwindigkeit bei der Beanspruchung sind für das Ergebnis von<br />

großer Bedeutung.<br />

Verhalten bei langzeitiger statischer Beanspruchung<br />

Die Beanspruchung eines längere Zeit statisch belasteten Werkstoffs<br />

ist durch eine konstante Spannung oder Dehnung geprägt. Aufschluss<br />

über das Dehn-, Festigkeits- und Spannungs-Relaxations-Verhalten<br />

unter Dauerbelastung geben der Zeitstandzugversuch nach ISO 899<br />

und der Spannungs-Relaxations-Versuch nach DIN 53441.<br />

Dargestellt werden die Ergebnisse als Kriechkurven, Kriechmodullinien,<br />

Zeitspannungslinien und isochrone Spannungs-Dehnungs-Linien<br />

(Abb. 14, 15). Die hier für Normalklima DIN 50014 – 23 / 50-2 wiedergegebenen<br />

Diagramme sind nur ein Ausschnitt aus unseren umfangreichen<br />

Untersuchungsergebnissen.<br />

Weitere Werte und Diagramme für andere Temperatur- und Klimabedingungen<br />

können beim Ultra-Infopoint angefordert oder dem<br />

Programm „Campus“ entnommen werden. Die bei einachsiger Zugbeanspruchung<br />

ermittelten Dimensionierungs-Kennwerte ermöglichen es<br />

auch, das Werkstoffverhalten bei mehrachsiger Beanspruchung richtig<br />

einzuschätzen.<br />

Verhalten bei schwingender Beanspruchung, Schwingfestigkeit<br />

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

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

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

Das Verhalten eines Werkstoffs gegenüber solchen Beanspruchungen<br />

wird in Dauerprüfungen unter Zug-Druck-Belastung ( Probenform<br />

nach DIN 53455, Nr. 3) bis zu sehr großen Lastspielzahlen ermittelt.<br />

Die Ergebnisse sind in Wöhler-Diagrammen dargestellt, die man durch<br />

Auftragen der aufgebrachten Spannung über der jeweils erreichten<br />

Schwingspielzahl erhält (Abb. 16).


Schädigungsarbeit W 50 [J]<br />

Zugspannung [MPa]<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

NK 23/50<br />

0 1<br />

10<br />

10 3 4 10<br />

4 5x10 h<br />

120°C<br />

10 h<br />

10<br />

10<br />

extrapoliert<br />

2 0 1 2<br />

Dehnung [%]<br />

Abb. 15: Isochrone Spannungs-Dehnungs-Linien von <strong>Ultramid</strong> ®<br />

A3WG10 nach ISO 899 im Normalklima 23 / 50 und bei 120 °C<br />

(trocken)<br />

B3ZG3<br />

B35EG3<br />

B3ZG6<br />

B3WM602 T KR 4355 G7<br />

B3WGM24 A3WG6<br />

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000<br />

Elastizitätsmodul [MPa]<br />

Abb. 13: Schlagzähigkeit, ermittelt als Schädigungsarbeit W50 nach<br />

DIN 53443 Teil 1 (vgl. Abb. 12), und Elastizitätsmodul (ISO 527) von<br />

verstärktem <strong>Ultramid</strong> ® bei 23 °C, trocken<br />

3<br />

4<br />

Zugspannung [MPa]<br />

16<br />

14<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

NK 23/50<br />

10 h<br />

0 1 2 0 1 2<br />

Dehnung [%]<br />

10<br />

3<br />

4<br />

10<br />

10<br />

5<br />

120 °C<br />

10 h<br />

10<br />

10<br />

3<br />

4<br />

extrapoliert<br />

Abb. 14: Isochrone Spannungs-Dehnungs-Linien von <strong>Ultramid</strong> ® A3K<br />

nach ISO 899 im Normalklima 23 / 50 und bei 120 °C (trocken)<br />

Spannung [MPa]<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

4<br />

1000<br />

Temperatur 23°C<br />

1 = A3WG7<br />

2 = B3WG6<br />

3 = A3HG5<br />

1<br />

2<br />

3<br />

10 000 100 000 1000 000 10 000 000<br />

Schwingspielzahl<br />

Abb. 16: Schwingfestigkeit von glasfaserverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® A und B.<br />

Spannungsausschlag in Abhängigkeit von der Schwingspielzahl,<br />

normalfeucht (NK 23 / 50)<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

17


18<br />

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

Bei der Übertragung der Prüfergebnisse in die Praxis ist zu berücksich-<br />

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

innerer Reibung stark erwärmen können.<br />

Für diese Fälle sind die bei höheren Temperaturen gemessenen Kurven<br />

heranzuziehen (Abb. 17).<br />

Reibungs- und Verschleißverhalten<br />

Die glatte, zähharte Oberfläche, die kristalline Struktur, die hohe Wärmebeständigkeit<br />

und die Widerstandsfähigkeit gegen Schmierstoffe,<br />

Kraftstoffe und Lösungsmittel machen <strong>Ultramid</strong> ® zu einem idealen<br />

Werkstoff für gleitbeanspruchte Bauteile. Hervorzuheben sind die guten<br />

Notlaufeigenschaften: Während metallische Werkstoffe bei Trockenlauf<br />

zum „Fressen“ neigen, sind Gleitpaarungen mit <strong>Ultramid</strong> ® auch ohne<br />

Schmierung funktionstauglich.<br />

Verschleiß und Reibung sind Systemeigenschaften, die von vielen Parametern<br />

abhängen, z. B. von der Werkstoffpaarung, der Oberflächenbeschaffenheit,<br />

der Geometrie der sich berührenden Gleitelemente, dem<br />

Zwischenmedium (Schmierstoff) und der Beanspruchung aufgrund<br />

äußerer Bedingungen wie Belastung, Geschwindigkeit und Temperatur.<br />

Gleitverschleißverhalten<br />

Die wichtigsten Einflüsse auf die Höhe des Gleitverschleißes und des<br />

Gleitreibungskoeffizienten von <strong>Ultramid</strong> ® sind die Härte und Oberflächenrauhigkeit<br />

der Gleitpartner, der Flächendruck, die Gleitstrecke, die<br />

Gleitflächentemperatur und die Schmierung. Abbildung 18 zeigt<br />

Reibungs- und Verschleißwerte verschiedener <strong>Ultramid</strong> ® Marken für<br />

zwei Rauigkeitsgrade, ermittelt in einem bestimmten Tribosystem.<br />

Durch niedrige Gleitreibungszahl und Gleitverschleißrate (Verschleiß-<br />

intensität S in µm / km) zeichnen sich, insbesondere <strong>Ultramid</strong> ® A3R<br />

sowie die mineralgefüllten Marken aus.<br />

Tropfenschlag und Kavitation<br />

Für diese Verschleißbeanspruchungen, die beispielsweise bei Wasser-<br />

pumpenbauteilen eine wichtige Rolle spielen, hat sich <strong>Ultramid</strong> ® dem<br />

Aluminium als überlegen erwiesen.<br />

Strahlverschleiß<br />

Dieser Beanspruchungsart, verursacht durch in Luft- oder Flüssigkeitsströmen<br />

mitgeführte körnige Feststoffe, sind z. B. Lüfter oder Kfz-Spoiler<br />

ausgesetzt. Das günstige elastische Verhalten von <strong>Ultramid</strong> ® führt zu<br />

einer hohen Widerstandsfähigkeit.<br />

Spannung [MPa]<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

Temperatur 90°C<br />

1 = A3WG7<br />

2 = B3WG6<br />

3 = A3HG5<br />

40<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

1000 10 000 100 000 1000 000 10 000 000<br />

Schwingspielzahl<br />

Abb. 17: Schwingfestigkeit von glasfaserverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® A und B.<br />

Spannungsausschlag in Abhängigkeit von der Schwingspielzahl (90 °C)<br />

Gleitreibungszahl [µ]<br />

1,0<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

gemittelte Rautiefe gemittelte Rautiefe<br />

R = 0,15-0,20 µm<br />

1,0<br />

R = 2,0-2,6 µm<br />

z z<br />

A3WG6<br />

A3K<br />

A3R<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

A3WG6<br />

A3R<br />

A3K<br />

0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8 10<br />

Verschleißintensität S [µm/km]<br />

Abb. 18: Gleitreibungszahl und Verschleißintensität von unverstärktem<br />

und faserverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® . Tribosystem: Prüfapparatur Stift / Schei-<br />

be, p = 1 MPa, v = 0,5 m /s Gleitpartner: Stahl Cr 6/800 HV, technisch<br />

trocken


Motorölwanne<br />

thermische Eigenschaften<br />

<strong>Ultramid</strong> ® hat außerordentlich hohe Schmelztemperaturen:<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B: 220 °C<br />

<strong>Ultramid</strong> ® C: 243 °C<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A: 260 °C<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T: 298 °C<br />

Aufgrund seiner teilkristallinen Struktur und der starken Wasserstoff-<br />

brückenbindungen ist <strong>Ultramid</strong> ® auch bei erhöhter Temperatur bis in<br />

die Nähe des Schmelzbereiches formbeständig.<br />

Unter den teilkristallinen Thermoplasten hebt sich <strong>Ultramid</strong> ® durch<br />

geringe Längenausdehnungskoeffizienten ab.<br />

Besonders die verstärkten Marken sind bei Temperaturänderungen sehr<br />

maßhaltig. Bei den glasfaserverstärkten Marken ist die Längenausdeh-<br />

nung jedoch von der Orientierung der Fasern abhängig.<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

19


20<br />

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

Verhalten bei Temperatureinwirkung<br />

Das Verhalten von Bauteilen aus <strong>Ultramid</strong> ® in der Wärme ist außer von<br />

den produktspezifischen thermischen Eigenschaften auch von Dauer<br />

und Art der Temperatureinwirkung und der mechanischen Belastung<br />

abhängig. Ferner übt die Gestaltung der Teile einen Einfluss aus. Die<br />

Wärmeformbeständigkeit von Teilen aus <strong>Ultramid</strong> ® ist deshalb nicht<br />

ohne weiteres anhand der Temperaturwerte aus den verschiedenen<br />

genormten Prüfungen abzuschätzen, so wertvoll sie zur Orientierung<br />

und zum Vergleich auch sein mögen.<br />

Einen guten Einblick in das Temperaturverhalten liefern die im Torsionsschwingungsversuch<br />

nach DIN 53445 in Abhängigkeit von der Temperatur<br />

gemessenen Schubmodul- und Dämpfungswerte. Der Vergleich<br />

der Schubmodulkurven (Abb. 4, 5) gibt Aufschluss über das unterschiedliche<br />

mechanisch-thermische Verhalten bei geringen Deformationsbeanspruchungen<br />

und -geschwindigkeiten. Nach den praktischen<br />

Erfahrungen stimmt die Wärmeformbeständigkeit von optimal gefertigten<br />

Teilen gut mit den im Torsionsversuch ermittelten Temperaturbereichen<br />

überein, in denen die beginnende Erweichung deutlich wird.<br />

Für die Anwendung in elektrischen Geräten ist meist die Prüfung der<br />

Wärmesicherheit nach VDE 0470 § 4b (Kugeleindruckverfahren) vorgeschrieben.<br />

Die Anforderungen dieser Prüfung bei 125 °C für Träger<br />

spannungsführender Teile werden von Fertigteilen aus allen <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Marken erfüllt. Auch höhere Temperaturen können mit <strong>Ultramid</strong> ®<br />

erreicht werden. Hierfür empfehlen sich die verstärkten Marken.<br />

Drehmomentstützen<br />

Wärmealterungsbeständigkeit<br />

Für Teile mit langandauernder Temperaturbeanspruchung eignet sich<br />

stabilisiertes <strong>Ultramid</strong> ® , gekennzeichnet mit K, E, H oder W als zweitem<br />

Buchstaben der Nomenklatur.<br />

Merkmale und Wirksamkeit dieser Stabilisierung sind am Beispiel von<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A in Tabelle 2 zusammengestellt.<br />

Zum Vergleich der Wärmealterungsbeständigkeit, d. h. des Verhaltens<br />

der verschiedenen <strong>Ultramid</strong> ® Marken bei langandauernder Temperatureinwirkung,<br />

eignen sich der Temperatur-Index ( TI ) aus dem thermischen<br />

Langzeitverhalten (5000 bzw. 20000 h) und das Halbzeitintervall<br />

(HIC) nach IEC 216. Für <strong>Ultramid</strong> ® sind der Abfall der Zugfestigkeit und<br />

der Schlagzugzähigkeit auf den Grenzwert (50 % des Ausgangswertes)<br />

geeignete Beurteilungskriterien.<br />

Diagramme der thermischen Beständigkeit, d. h. die graphische Darstellung<br />

der bei verschiedenen Prüftemperaturen gemessenen Zeiten<br />

für die Änderung des Ausgangswertes bis zum Grenzwert, sind in<br />

Abbildung 19 beispielhaft für einige unverstärkte <strong>Ultramid</strong> ® Marken<br />

wiedergegeben. Die TI-Werte sind auch in der Eigenschaftstabelle der<br />

Sortimentsübersicht zusammengestellt.


Tabelle 2: Stabilisierte <strong>Ultramid</strong> ® A-Marken<br />

Kennzeichnung K E H W<br />

Beispiel ohne GF A3K A3W<br />

Beispiel mit GF A3EG6 A3HG5 A3WG6<br />

Eigenfarbe farblos farblos braun grünlich<br />

Wirksamkeit<br />

an der Luft 120 °C für � 50<br />

ohne GF Tage 200 700 1000<br />

mit GF Tage > 1500 > 2000 > 2000<br />

Heißwasser,<br />

Kühlflüssigkeiten<br />

(•) •* •*<br />

Freibewitterung • • • •<br />

Motor-, Getriebeöle • • • • •<br />

elektrische Eigenschaften • • • (•)<br />

•• = besonders gut geignet<br />

• = geignet bzw. günstig zu bearbeiten<br />

(•) = geignet, mit Einschränkungen<br />

* A3HG6 HR, A3WG6/7 HRX<br />

Tage<br />

1000<br />

100<br />

10<br />

1<br />

0,1<br />

Stunden<br />

100 000<br />

10000<br />

1000<br />

100<br />

10<br />

1<br />

A3K<br />

A3W<br />

B3S<br />

T KR 4350<br />

80 100 140 160 180<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 19: Wärmealterungsbeständigkeit von unverstärkten <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Marken bei Temperatureinwirkung (GTP, graphisches Temperaturprofil)<br />

nach IEC 216-1; Eigenschaftsgrenzwert: 50 % Zugfestigkeit<br />

Schleifgerätgehäuse<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

21


22<br />

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

Wärmealterungsbeständigkeit in heißen Schmierstoffen,<br />

Kühlflüssigkeiten und in Lösungsmitteln<br />

Voraussetzung für die vielfältige technische Anwendung von <strong>Ultramid</strong> ®<br />

insbesondere im Fahrzeugbau, z. B. für Bauteile im Motorölkreis-<br />

lauf oder in Getrieben, ist seine ausgezeichnete Dauerbeständigkeit<br />

gegen heiße Schmierstoffe, Kraftstoffe, Kühlflüssigkeiten sowie gegen<br />

Lösungs- und Reinigungsmittel. Wie Biegefestigkeit und Schlagzähig-<br />

keit von glasfaserverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® A und T bei Lagerung in heißen<br />

Schmierstoffen (120 °C) und Kühlflüssigkeiten beeinflusst werden, kann<br />

aus Abbildung 20 entnommen werden. Gegen Schmierstoffe und heiße<br />

Kühlflüssigkeiten sind die Marken mit H- und W-Stabilisierung beson-<br />

ders beständig. Für Anwendungen in Kfz-Kühlkreisläufen hat sich z. B.<br />

A3HG6 HR besonders bewährt.<br />

1 = A3HG5 in Shell Motoröl; HD 15 w 40 bei 120°C<br />

2 = A3HG5 in Shell Spirax; HD 90 bei 120°C<br />

3 = A3HG5 in Shell Spirax; EP 90 bei 120°C<br />

4 = A3HG5 in Schmierfett; Klüber Isoflex LDS<br />

bei 120°C<br />

5 = A3EG6, A3WG6 in Glysantin / Wasser (1:1)<br />

bei 106°C<br />

6 = A3HG6HR in Glysantin / Wasser (1:1)<br />

bei 108°C<br />

7 = T KR 4355 G7 in Shell Spirax bei 120°C<br />

8 = T KR 4355 G7 in Glysantin / Wasser (1:1)<br />

bei 110°C<br />

Schlagzähigkeit [kJ/m 2 ] Biegefestigkeit [MPa]<br />

260<br />

240<br />

220<br />

200<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

120<br />

110<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

Wasseraufnahme und Maßhaltigkeit<br />

Eine Besonderheit von Polyamid im Vergleich zu anderen Thermoplasten<br />

ist seine Wasseraufnahme. Formteile nehmen in Wasser oder<br />

in feuchter Luft, je nach deren relativer Feuchte und abhängig von<br />

Zeit, Temperatur und Wanddicke, eine bestimmte Menge Wasser auf,<br />

wobei die Maße geringfügig zunehmen. Die Gewichtszunahme bei<br />

Sättigung ist von der <strong>Ultramid</strong> ® Marke abhängig und in der Tabelle der<br />

Sortimentsübersicht zusammengestellt. Wie die Feuchtigkeitsaufnahme<br />

bei Sättigung von der relativen Feuchtigkeit abhängt, ergibt sich aus<br />

Abbildung 21.<br />

3<br />

2<br />

2<br />

3<br />

7<br />

6<br />

5<br />

0 500 1000 1500 2000<br />

4<br />

1<br />

1<br />

5<br />

6<br />

8<br />

4<br />

Lagerdauer [Stunden]<br />

Abb. 20: Biegefestigkeit �GB (ISO 178) und Schlagzähigkeit a n (ISO 179) von <strong>Ultramid</strong> ® A3HG5, A3EG6, A3WG6, A3HG6HR und T KR 4355 G7 nach<br />

Lagerung in heißen Schmierstoffen und in Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von der Lagerungstemperatur (Messungen bei 23 °C) und der Lagerungsdauer


Abbildung 22 und 23 zeigen die Wasseraufnahme von <strong>Ultramid</strong> ® in<br />

Abhängigkeit von der Lagerungszeit bei verschiedenen Versuchsbedin-<br />

gungen. Es fällt dabei auf, dass <strong>Ultramid</strong> ® T im Vergleich zu den <strong>PA</strong> 6-<br />

und <strong>PA</strong> 66-Typen deutliche Vorteile bei der Feuchtigkeitsaufnahme<br />

bietet.<br />

Wie aus der <strong>Ultramid</strong> ® Sortimentsübersicht ersichtlich ist, erhöhen sich<br />

bei der Wasseraufnahme die Schlagzähigkeit, die Reißdehnung und<br />

die Neigung zum Kriechen, während Festigkeit, Steifigkeit und Härte<br />

abnehmen.<br />

Vorausgesetzt, dass das Wasser im Formteil gleichmäßig verteilt<br />

ist, ergibt sich bei unverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® A und <strong>Ultramid</strong> ® B eine<br />

maximale Volumenzunahme von ca. 0,9 % und eine mittlere Längenzunahme<br />

von 0,2 bis 0,3 % pro 1 gew. % aufgenommenen Wassers.<br />

Die Maßänderung der glasfaserverstärkten Marken beträgt längs zur<br />

Faserrichtung weniger als 0,1 % pro 1 %. Dadurch sind diese Marken,<br />

wie auch die mineralgefüllten Marken, bei wechselnder Feuchtigkeit<br />

besonders maßkonstant.<br />

Wasseraufnahme [%]<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

1<br />

B3EG6,<br />

80°C<br />

s = 2 mm<br />

10<br />

in Wasser<br />

NK 23/50<br />

20<br />

B3EG6, 20°C<br />

40 60 80 100 150<br />

B3S, 20°C<br />

B3S<br />

B3EG6<br />

200 250<br />

t<br />

Zeit [d]<br />

Abb. 22: Wasseraufnahme von <strong>Ultramid</strong> ® B in Abhängigkeit von der<br />

Lagerzeit und den Konditionierbedingungen, Schichtdicke 2 mm<br />

Feuchtigkeitsaufnahme [%]<br />

Wasseraufnahme [%]<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

10<br />

0 20 40 60 80 100<br />

rel. Luftfeuchtigkeit [%]<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

Temperaturbereich 10°C bis 70°C<br />

A3EG6, 80°C<br />

0<br />

1 10<br />

s = 2 mm<br />

in Wasser<br />

NK 23/50<br />

20<br />

B3S<br />

A3K<br />

B3EG6<br />

A3EG6<br />

Abb. 21: Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt von <strong>Ultramid</strong> ® A und B in<br />

Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit im Temperaturbereich<br />

von 10 °C bis 70 °C (Streuung ± 0,2 bis 0,4 % absolut)<br />

A3EG6, 20°C<br />

T KR 4355 G7<br />

40 60 80 100 150<br />

A3K, 20°C<br />

T KR 4355 G7, 80°C<br />

A3K<br />

A3EG6<br />

t<br />

200 250<br />

Zeit [d]<br />

Abb. 23: Wasseraufnahme von <strong>Ultramid</strong> ® A und T in Abhängigkeit von<br />

der Lagerzeit und den Konditionierbedingungen, Schichtdicke 2 mm<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

23


24<br />

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

Elektrische Eigenschaften<br />

Die überragende Bedeutung von <strong>Ultramid</strong> ® in der Elektrotechnik, ins-<br />

besondere für elektrische Isolierteile und Gehäuse in der Energietech-<br />

nik, beruht auf den guten Isoliereigenschaften ( Durchgangs- und Ober-<br />

flächenwiderstand ) in Verbindung mit hoher Durchschlag- und Kriech-<br />

stromfestigkeit sowie günstigem Verhalten in der Wärme und bei der<br />

Alterung. <strong>Ultramid</strong> ® gehört damit zu den hochwertigen Isolierstoffen.<br />

Sobald hohe Anforderungen an das Brandverhalten bestehen, kommen<br />

bevorzugt die brandgeschützten Marken zum Einsatz. Bezüglich der<br />

elektrischen Eigenschaften ist dabei folgendes zu beachten:<br />

Die Produkte zeichnen sich durch eine hohe Kriechstromfestigkeit<br />

aus, die durch den Feuchtigkeitsgehalt des Materials nur wenig<br />

beeinträchtigt wird.<br />

Der spezifische Durchgangswiderstand und der Oberflächenwider-<br />

stand sind sehr hoch; bei erhöhter Temperatur und auch bei<br />

höherem Wassergehalt nehmen diese Werte ab.<br />

Bei Einsatz unter sogenannten „erschwerenden Bedingungen“ ist es<br />

wie bei allen elektrischen Isolierstoffen üblich, durch entsprechende<br />

konstruktive Maßnahmen eine kontinuierliche Betauung durch<br />

Schwitz- oder Kondenswasser zu vermeiden.<br />

Ungünstige Einsatzbedingungen wie Stauwärme in Kombination<br />

mit hoher Luftfeuchtigkeit, feuchtwarmes Klima oder schlechte<br />

Entlüftung können das Isolationsverhalten beeinträchtigen.<br />

Aus diesen Gründen sollte die Funktionsfähigkeit der Bauteile in jedem<br />

Anwendungsfall sorgfältig geprüft werden. Die elektrischen Prüfwerte<br />

sind in der Sortimentsübersicht zusammengestellt.<br />

Der prinzipielle Einfluss von Temperatur und Feuchtigkeit auf die elek-<br />

trische Durchschlagfestigkeit und den spezifischen Durchgangswider-<br />

stand von <strong>Ultramid</strong> ® A3X2G… und T KR 4355 G7 ergibt sich weiterhin<br />

aus Abbildung 24-26.<br />

Die Marken <strong>Ultramid</strong> ® A3X2G… und T KR 4365 G5 sind gegen die<br />

Bildung von Zersetzungsprodukten des roten Phosphors, wie sie bei<br />

phosphorflammgeschützten Polyamiden prinzipiell auftreten können,<br />

speziell stabilisiert. Vor dem Einsatz, insbesondere bei extremen Bedin-<br />

gungen von Wärme und Feuchtigkeit, sollte aber – wie bei allen elekt-<br />

rischen Isolierstoffen – durch Prüfungen und konstruktive Maßnahmen<br />

sichergestellt werden, dass die Betriebssicherheit der Teile gegeben ist.<br />

Übersichten, Tabellen und Beispiele zur Anwendung von flamm-<br />

geschütztem <strong>Ultramid</strong> ® in der Elektrotechnik enthält die <strong>Broschüre</strong><br />

„<strong>Ultramid</strong> ® FRee und Ultradur ® FRee“.<br />

elektrische Durchschlagfestigkeit E d [kV/mm]<br />

30<br />

20<br />

10<br />

25°C<br />

65°C<br />

80°C<br />

A3EG6<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8<br />

Feuchtigkeitsgehalt [%]<br />

Abb. 24: Elektrische Durchschlagfestigkeit von <strong>Ultramid</strong> ® A3EG6 bei<br />

verschiedenen Temperaturen in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt<br />

( DIN 53481; Schichtdicke 3 mm)


Autotürgriffe<br />

spezifischer Durchgangswiderstand [Ohm · cm]<br />

10 16<br />

10 15<br />

10 14<br />

10 13<br />

10 12<br />

10 11<br />

10 10<br />

10 9<br />

10 8<br />

10 7<br />

10 6<br />

10 5<br />

2<br />

1<br />

1 = A3EG6, A3HG5<br />

2 = A3X2G5, A3WG6<br />

trocken<br />

2% Feuchte<br />

gesättigt<br />

1<br />

2<br />

40 60 80 100 120 140 160<br />

2<br />

1<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 25: Spezifischer Durchgangswiderstand von glasfaserverstärktem<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten in Abhängigkeit<br />

von der Temperatur (DIN 53482)<br />

spezifischer Durchgangswiderstand [Ohm · cm]<br />

10 16<br />

10 15<br />

10 14<br />

10 13<br />

10 12<br />

10 11<br />

10 10<br />

10 9<br />

10 8<br />

10 7<br />

T KR 4355 G7 (feucht)<br />

T KR 4355 G7 (trocken)<br />

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 26: Spezifischer Durchgangswiderstand von glasfaserverstärktem<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T im trockenen und luftfeuchten (konditionierten) Zustand in<br />

Abhängigkeit von der Temperatur ( IEC 93)<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

25


26<br />

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

Brennverhalten<br />

Allgemeine Hinweise<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A und B beginnen, sich oberhalb 310 °C, <strong>Ultramid</strong> ® T oberhalb<br />

350 °C langsam zu zersetzen. Im Temperaturbereich von 450 °C<br />

bis 500 °C bilden sich brennbare Gase, die nach ihrer Zündung weiter<br />

brennen. Diese Vorgänge werden von vielen Faktoren beeinflusst, so<br />

dass, wie bei allen brennbaren festen Stoffen, kein definierter Flammpunkt<br />

angegeben werden kann. Die Zersetzungsprodukte riechen nach<br />

verbranntem Horn. Als Zersetzungsprodukte bei der Verschwelung und<br />

Verbrennung entstehen im wesentlichen Kohlendioxid und Wasser, je<br />

nach Sauerstoffangebot geringe Mengen Kohlenmonoxid und neben<br />

Stickstoff in geringem Umfang stickstoffhaltige Verbindungen. Nach<br />

toxikologischen Untersuchungen sind die im Temperaturbereich bis<br />

400 °C entstehenden Zersetzungsprodukte weniger giftig als die von<br />

Holz; bei höheren Temperaturen ist die Toxizität vergleichbar. Der Heizwert<br />

Hu nach DIN 51900 beträgt 29000 bis 32000 kJ / kg (unverstärkte<br />

Marken).<br />

Prüfungen<br />

Elektrotechnik<br />

Zur Beurteilung des Brennverhaltens elektrischer Isolierstoffe werden<br />

verschiedene Werkstoff-Prüfungen durchgeführt.<br />

In <strong>Europa</strong> wird häufig die Glühdrahtprüfung nach IEC 60695 gefordert.<br />

Die Einstufungen des <strong>Ultramid</strong> ® Sortiments sind in Tabelle 3 zusammengefasst.<br />

Eine weitere Prüfung an stabförmigen Proben ist die<br />

Einstufung nach „UL 94 - Standard, Tests for Flammability of Plastic<br />

Materials for Parts in Devices and Appliances“ der Underwriters Laboratories<br />

Inc. / USA. Fast alle unverstärkten Marken sind nach diesen<br />

Prüfverfahren in die Klasse UL 94V-2 eingestuft. Das unverstärkte<br />

flammgeschützte <strong>Ultramid</strong> ® C3U erreicht die Einstufung UL 94V-0.<br />

Darüber hinaus fordert die IEC 60335 für stromführende Bauteile in<br />

unbeaufsichtigten Haushaltsgeräten u. a. das Bestehen des GWIT 775.<br />

Die verstärkten Marken erfordern eine Brandschutzausrüstung, um<br />

eine entsprechend günstige Einstufung zu erreichen. Beispiele sind<br />

die Marken <strong>Ultramid</strong> ® A3X2G…, A3UG5 (mit Glasfaserverstärkung),<br />

B3UG4 und <strong>Ultramid</strong> ® T KR 4365 G5. Die brandschutztechnischen<br />

Eigenschaften sind in Tabelle 3 zusammengestellt.<br />

Verkehrswesen<br />

Für das Anwendungsgebiet Fahrzeugbau gilt DIN 75200 als Prüfverfahren<br />

zur Ermittlung der Brennbarkeit der Werkstoffe im Fahrzeuginnenraum.<br />

Plattenförmige Proben werden in horizontaler Anordnung mit<br />

einer Bunsenbrennerflamme geprüft, ein mit FMVSS 302 (USA) weitgehend<br />

übereinstimmendes Verfahren. Wie aus Tabelle 3 ersichtlich,<br />

entspricht <strong>Ultramid</strong> ® den Anforderungen.<br />

Bauwesen<br />

Die Prüfung von Baustoffen für das Bauwesen erfolgt nach DIN 4102<br />

Teil 1 „Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen“. Platten aus<br />

unverstärktem und glasfaserverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® (Dicke 1 mm) sind<br />

als normalentflammbare Baustoffe (Bauaufsichtliche Bezeichnung in<br />

der Bundesrepublik Deutschland) in die Baustoffklasse B 2 einzustufen.<br />

Tabelle 3: Brennverhalten<br />

<strong>Ultramid</strong> ® UL 94 Glühdrahtprüfung<br />

1<br />

IEC<br />

60695 Teil 2-12<br />

A3K V-2 (0,4 mm) 960 °C 2<br />

B3S V-2 (1,5 mm) 960 °C 2<br />

FMVSS 302<br />

(d ≥ 1 mm)<br />

A3EG… verstärkt HB 650 °C<br />

bestanden<br />

bestanden<br />

bestanden<br />

B3EG… verstärkt HB 650 °C bestanden<br />

A3X2G10 V-0 (1,6 mm) 960 °C bestanden<br />

A3X2G5/G7 V-0 (0,8 mm) 960 °C bestanden<br />

B3UG4 V-2 (0,8 mm) 960 °C bestanden<br />

C3U V-0 (0,4 mm) 960 °C bestanden<br />

T KR 4365 G5 V-0 (0,8 mm) 960 °C –<br />

A3UG5 V-0 (0,8 mm) 960 °C –<br />

1 Materialprüfung durchgeführt an Platten (Dicke = 1 mm)<br />

2 Ungefärbt, Einflüsse durch Einfärbung möglich


Verhalten gegenüber Chemikalien<br />

<strong>Ultramid</strong> ® ist gut beständig gegen Schmierstoffe, Kraftstoffe, Hydraulik-<br />

und Kühlflüssigkeiten, Kältemittel, Farben, Lacke, Reinigungs- und Ent-<br />

fettungsmittel, gegen aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe<br />

und viele weitere Lösungsmittel auch bei erhöhter Temperatur.<br />

<strong>Ultramid</strong> ® ist ebenfalls gegen wässrige Lösungen vieler anorganischer<br />

Chemikalien (Salze, Alkalien) widerstandsfähig, d. h. korrosionsbe-<br />

ständig. Hervorzuheben ist die hervorragende Beständigkeit gegen<br />

Spannungsrissbildung im Vergleich zu vielen amorphen Kunststoffen.<br />

Viele Medien, z. B. Netzmittel, ätherische Öle, Alkohole und weitere<br />

organische Lösungsmittel, führen bei Polyamid nicht zu einer Beein-<br />

trächtigung des Zeitstandverhaltens.<br />

Das günstige Verhalten gegenüber Chemikalien ist eine wichtige Vor-<br />

aussetzung für die Verwendung von <strong>Ultramid</strong> ® z. B. im Fahrzeug- und<br />

Flugzeugbau sowie im Apparatebau.<br />

Gegenüber konzentrierten Mineralsäuren ist <strong>Ultramid</strong> ® nicht beständig.<br />

Gleiches gilt auch für bestimmte Oxidationsmittel und Chlorkohlen-<br />

wasserstoffe, vor allem bei erhöhter Temperatur. Zu beachten ist auch<br />

die Empfindlichkeit gegen bestimmte Schwermetallsalzlösungen, z. B.<br />

wässrige Zinkchloridlösung. Glasfaserverstärkte Marken können auch<br />

durch alkalische Medien angegriffen werden, da die Glasfasern gegen<br />

solche Medien nicht grundsätzlich beständig sind.<br />

Tabelle 4: Übersicht der chemischen Beständigkeit von <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Eine zusammenfassende Bewertung der chemischen Beständigkeit von<br />

<strong>Ultramid</strong> ® gegenüber den wichtigsten Chemikalien enthält Tabelle 4.<br />

Weitere Informationen zur Wirkung von Lösungsmitteln und Chemikalien<br />

sind im Internet unter www.plasticsportal.net zu finden.<br />

Für die Freigabe der Verwendung des Werkstoffes, insbesondere für<br />

höher beanspruchte Bauteile in möglicherweise aggressiven Chemi-<br />

kalien, sollte die chemische Tauglichkeit zuverlässig nachgewiesen<br />

werden. Dies kann zum Beispiel anhand von Erfahrungen mit ähnlichen<br />

Teilen aus dem gleichen Werkstoff im gleichen Medium unter ähnlichen<br />

Bedingungen oder durch Erprobung des Teils unter Praxisbedingungen<br />

erfolgen.<br />

Bewertung<br />

Sehr gute Beständigkeit Gute Beständigkeit 1 unbeständig Lösungsmittel<br />

Aliphatische Kohlenwasserstoffe Alkohole<br />

Mineralsäuren<br />

bei Raumtemperatur<br />

Aromatische Kohlenwasserstoffe Chlorkohlenwasserstoffe Bestimmte organische Säuren Ameisensäure (> 60 %)<br />

Alkalien<br />

Wasser<br />

Oxidationsmittel-Lösungen Fluorierte Alkohole<br />

Bremsflüssigkeiten<br />

wässrige Lösungen<br />

Phenole<br />

m-Kresol<br />

Ester, Ether<br />

Fette<br />

Ketone<br />

Zinkchlorid-Lösungen<br />

Schwefelsäure (96 %)<br />

Kraftstoffe (Benzin, Diesel )<br />

bei erhöhter Temperatur<br />

Kühlflüssigkeiten<br />

Benzylalkohol<br />

Lacke<br />

Phenol<br />

Lösungsmittel<br />

Glykole<br />

Reinigungsmittel<br />

Schmierstoffe (Öle, Fette)<br />

Waschmittel<br />

Formamid<br />

1 jedoch merkliche Gewichts-, Maß- und Eigenschaftsveränderungen (Festigkeit, Schlagzähigkeit)<br />

Befestigungskappen<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

27


28<br />

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

Verhalten bei Bewitterung<br />

<strong>Ultramid</strong> ® eignet sich für Anwendungen im Freien. Je nach den Anfor-<br />

derungen kommen verschiedene Marken in Betracht:<br />

Die unverstärkten stabilisierten Marken mit der Kennzeichnung K sind<br />

bereits ungefärbt sehr witterungsbeständig. Durch geeignete Pigmen-<br />

tierung wird die Witterungsbeständigkeit noch erhöht, am stärksten<br />

durch Rußpigmente.<br />

Die verstärkten Marken haben ebenfalls eine gute Witterungsbestän-<br />

digkeit; bei den stabilisierten Marken, z. B. <strong>Ultramid</strong> ® B3EG5, kann eine<br />

Beständigkeit von weit mehr als fünf Jahren zugrundegelegt werden.<br />

Bedingt durch die Glasfasern wird jedoch die Oberfläche stärker ange-<br />

griffen als bei unverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® , so dass sich die Beschaffenheit<br />

der Oberfläche und ihre Farbe schon nach kurzer Freibewitterung<br />

ändern können. Bei mehrjähriger Bewitterung ist mit einer Abtragung<br />

der Oberflächenschicht bis zu einigen Zehntelmillimetern zu rechnen.<br />

Erfahrungsgemäß werden dadurch aber die mechanischen Eigenschaf-<br />

ten nicht nennenswert beeinträchtigt.<br />

Für Außenanwendungen, z. B. Gehäuse für Kfz-Spiegel, deren Ober-<br />

flächenqualität sich auch in mehrjährigem Gebrauch nicht ändern darf,<br />

haben sich Marken mit spezieller UV-Stabilisierung und Produkte mit<br />

hohem Rußgehalt bewährt.<br />

Stoßfängerabstützung<br />

Verhalten gegen energiereiche Strahlung<br />

Unverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® besitzt eine mittlere Strahlungsbeständigkeit.<br />

Die Eigenschaften von unverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® ändern sich bei Einwir-<br />

kung von energiereicher Strahlung in unterschiedlichem Maße:<br />

Einige Eigenschaften ändern sich schon bei mittlerer Dosis, andere<br />

selbst bei hoher Dosis kaum. Bei 2 MeV-Elektronenstrahlung (hoher<br />

Dosisleistung) ergeben sich bei den <strong>Ultramid</strong> ® A3-Marken die in<br />

Abbildung 27 in Abhängigkeit von der Energiedosis dargestellten<br />

Eigenschafts änderungen.<br />

Die elektrischen Eigenschaften (Dielektrizitätszahl, dielektrischer Ver-<br />

lustfaktor, Kriechstromfestigkeit) werden im Bereich bis 10000 kJ / kg<br />

(1000 Mrad) praktisch nicht beeinträchtigt.<br />

Die glasfaserverstärkten Marken, einschließlich derjenigen mit Brand-<br />

schutzausrüstung, sind außerordentlich strahlungsbeständig. Eine<br />

Energiedosis von 2000 kJ / kg führt beispielsweise nur zu einem Abfall<br />

der Schlagzähigkeit von 15 bis 30 %. Bei �-Strahlungssterilisation von<br />

25 kJ/kg werden die mechanischen Eigenschaften von <strong>Ultramid</strong> ® nicht<br />

beeinträchtigt. Ungefärbte oder weißpigmentierte Teile bekommen<br />

einen leichten Gelbstich.


Viskosimetrische und molekulare Daten<br />

Die Lösungsviskosität von Polyamid kann nach verschiedenen genorm-<br />

ten Verfahren und mit Hilfe verschiedener Lösungsmittel bestimmt wer-<br />

den. Tabelle 5 enthält die Viskositätszahlen und andere Viskositätswerte<br />

sowie molekulare Daten und die Schmelzeviskositäten für verschiedene<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Basispolymere. Die Viskositätszahl und die Volumenfließrate<br />

MVR 275 / 5 bzw. MVR 325 / 5 der einzelnen Handelsmarken sind in der<br />

Sortimentsübersicht angegeben.<br />

Eigenschaften bezogen auf<br />

den Ausgangswert [%]<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0<br />

A3 Marken unverstärkt<br />

Schlagzähigkeit<br />

Tabelle 5: Viskosimetrische und molekulare Daten von <strong>Ultramid</strong> ® A, B und T (Richtwerte)<br />

Viskositätszahl nach DIN 53727<br />

(Schwefelsäure)<br />

Viskositätszahl nach DIN 53727<br />

(Ameisensäure)<br />

Relative Viskosität<br />

(c = 1 g /dl, Schwefelsäure)<br />

Mittlere molare Masse<br />

(Zahlenmittel) M<br />

Mittlerer Polymerisationsgrad 1)<br />

(Zahlenmittel) P n<br />

Schmelzeviskosität 2)<br />

(Schergeschw. = 1000 s –1 )<br />

Volumenfließrate MVR 3)<br />

(Melt volume rate) DIN-ISO 1133,<br />

Verf. B; bei 275 °C / 5 kg<br />

Schlagzähigkeit [KJ/m 2 ]<br />

0<br />

1<br />

10<br />

10<br />

100<br />

100<br />

1000<br />

Elastizitätsmodul<br />

Reißdehnung<br />

Zugfestigkeit<br />

1000 10 000 [Mrad]<br />

100 000 1000 000 [kJ/kg]<br />

Dosis<br />

A3WG7 A3X2G5<br />

A3WG5<br />

40 80 120 160 200 250<br />

Strahlungsdosis [Mrad]<br />

Abb. 27: Verhalten von <strong>Ultramid</strong> ® A gegen energiereiche Strahlung.<br />

Schlagzähigkeit (DIN 53453), Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und<br />

Reißdehnung (DIN 53455) in Abhängigkeit von der Energiedosis.<br />

Elektronenbestrahlung 2 MeV, Energiedosisleistung 0,5 Mrad /min.<br />

Einheit B3 B35 B4 A3 A4 T KR 4350<br />

cm 3 /g 150 195 250 150 205 130<br />

cm 3 /g 143 187 250 134 196 –<br />

– 2,7 3,3 4,05 2,6 3,45 2,6<br />

– 18000 24000 33000 18000 26000 –<br />

– 160 210 290 160 230 –<br />

Pa · s 140 280 400 130 210 175<br />

cm 3<br />

(10 min)<br />

1) bei <strong>Ultramid</strong> ® A bezogen auf ½ Grundmolekül<br />

2) <strong>Ultramid</strong> ® B bei 250 °C, <strong>Ultramid</strong> ® A bei 280 °C, <strong>Ultramid</strong> ® T bei 320 °C<br />

3) Düse L / D = 8,0/2,1 mm Ø, Belastung 5 kg, Feuchtigkeitsgehalt < 0,05 %, <strong>Ultramid</strong> ® T bei 325 °C /5 kg<br />

130 40 16 150 40 30<br />

DIE EIGEnSCHAFTEn Von ULTrAMID ®<br />

29


30<br />

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

<strong>Ultramid</strong> ® lässt sich grundsätzlich nach allen Ver-<br />

fahren, die für Thermoplaste bekannt sind, verarbei-<br />

ten. Vornehmlich kommen jedoch das Spritzgießen<br />

und die Extrusion in Frage. nach dem Spritzgießverfahren<br />

werden aus <strong>Ultramid</strong> ® komplizierte Formteile<br />

Informationen zur Extrusion von <strong>Ultramid</strong> ® Marken finden Sie in der<br />

<strong>BASF</strong>-<strong>Broschüre</strong> „<strong>Ultramid</strong> ® grades in extrusion“.<br />

Verarbeitungstechnische Eigenschaften<br />

Schmelz- und Erstarrungsverhalten<br />

Das Erweichungsverhalten von <strong>Ultramid</strong> ® beim Erwärmen zeigt sich<br />

in den Schubmodul- und Dämpfungswerten (Abb. 4, 5), die nach<br />

DIN 53445 in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen werden.<br />

Eine starke Erweichung tritt erst knapp unterhalb der Schmelztemperatur<br />

ein, bei <strong>Ultramid</strong> ® T ab ca. 280 °C, bei <strong>Ultramid</strong> ® A ab 240 °C<br />

und bei <strong>Ultramid</strong> ® B ab ca. 200 °C. Glasfasern erhöhen die Erweichungstemperatur.<br />

Ebenso erstarrt die Schmelze innerhalb eines engen Temperaturbereiches,<br />

der je nach der Abkühlgeschwindigkeit und der <strong>Ultramid</strong> ® Marke<br />

etwa 20 °C bis 40 °C unterhalb der Schmelztemperatur liegt. Hierbei<br />

tritt eine Volumenkontraktion von 3 % bis ca. 15 % ein. Die gesamte<br />

Volumenkontraktion kann den pvT-Diagrammen (Abb. 28) entnommen<br />

werden.<br />

Wärmetechnische Eigenschaften<br />

Die verhältnismäßig große spezifische Enthalpie von <strong>Ultramid</strong> ® , in<br />

Abbildung 29 temperaturabhängig dargestellt, erfordert nicht nur leistungsfähige<br />

Heizelemente zum Aufschmelzen, sondern auch etwas<br />

längere Erstarrungs- und Kühlzeiten, die mit dem Quadrat der Schichtdicke<br />

oder des Durchmessers zunehmen.<br />

Schmelzeviskosität<br />

Das Fließverhalten der <strong>Ultramid</strong> ® Schmelze wird anhand von Viskositätsdiagrammen<br />

aus Messungen mit dem Kapillarrheometer oder auf<br />

der Grundlage von Spritzgießversuchen bewertet.<br />

in großen Stückzahlen wirtschaftlich gefertigt.<br />

nach dem Extrusionsverfahren stellt man Folien,<br />

Halbzeuge, rohre, Profile, Platten und Monofile her.<br />

Halbzeuge werden zum überwiegenden Teil spanabhebend<br />

zu Formteilen weiterverarbeitet.<br />

Im Bereich der Verarbeitungstemperaturen haben die <strong>Ultramid</strong> ® Marken<br />

eine von Temperatur und Schergeschwindigkeit stark abhängige<br />

Schmelzeviskosität von 10 bis 1000 Pa · s ( Abb. 30 und 31). Je höher<br />

die molare Masse oder die relative Lösungsviskosität (1. Ziffer in der<br />

Nomenklatur), desto höher die Schmelzeviskosität und desto geringer<br />

das Fließvermögen ( Abb. 30). Bei <strong>Ultramid</strong> ® Marken mit Mineral- oder<br />

Glasfaserverstärkung erhöht sich die Viskosität in Abhängigkeit vom<br />

Gehalt an Verstärkungsmaterial.<br />

Die Schmelzeviskosität kann sich zeitlich ändern. Ein beschleunigter<br />

Viskositätsrückgang kann sich zum Beispiel bei zu feuchter, zu heißer<br />

oder mechanisch stark gescherter Schmelze ergeben. Eine oxidative<br />

Schädigung kann ebenfalls zu einem Viskositätsabfall führen. Diese<br />

Einflüsse wirken sich auch auf die mechanischen Eigenschaften und die<br />

Wärmealterungsbeständigkeit des Fertigteiles bzw. der Halbzeuge aus.<br />

Thermostabilität der Schmelze<br />

Bei sachgemäßer Verarbeitung ist die Thermostabilität der <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Schmelze hervorragend. Das Material wird unter üblichen Verarbeitungsbedingungen<br />

nicht angegriffen oder verändert. Erst bei längerer<br />

Verweilzeit kann es zu einem Abbau der polymeren Ketten kommen.<br />

Die empfohlenen Massetemperaturen beim Verarbeiten können den<br />

Tabellen 6 und 8 sowie der Sortimentsübersicht entnommen werden.<br />

Kommt die Schmelze nicht mit Sauerstoff in Berührung, so treten keine<br />

nennenswerten Farbänderungen auf. Bei Kontakt mit Luft, z. B. bei offenen<br />

Einspritzdüsen oder bei Produktionsunterbrechungen, kann sich<br />

die Oberfläche schon nach kurzer Zeit verfärben.


spezifisches Volumen [cm 3 /g]<br />

1,05<br />

1<br />

0,95<br />

0,9<br />

0,85<br />

0,8<br />

0,75<br />

0,7<br />

1 = 1 bar<br />

2 = 500 bar<br />

3 = 1000 bar<br />

4 = 1500 bar<br />

B3S 1bar<br />

B3EG6 1bar<br />

1 A3K<br />

2<br />

3<br />

1<br />

4 2<br />

3<br />

4<br />

T KR 4350<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

A3EG6<br />

A3EG10<br />

0,65<br />

0 50 100 150 200 250 300 350 350<br />

Abb. 28: pvT-Diagramme von <strong>Ultramid</strong> ® A, B und T<br />

Viskosität � [Pa ∙ s]<br />

10 4<br />

10 3<br />

10 2<br />

10 1<br />

10 0<br />

B4<br />

B35<br />

B3<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

Temperatur [°C]<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B4, B35, B3 T = 250°C<br />

101 106 105 104 103 102 Schergeschwindigkeit � [s -1 ]<br />

Abb. 30: Scheinbare Viskosität von <strong>Ultramid</strong> ® B (unverstärkt ) in<br />

Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit<br />

spez. Enthalpie h [kJ/kg]<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

D hs = 80 kJ/kg<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T<br />

0<br />

20 60 100 150 200 250<br />

Temperatur [°C]<br />

Abb. 29: Spezifische Enthalpie h von <strong>Ultramid</strong> ® A, B und T (unverstärkt )<br />

in Abhängigkeit von der Temperatur<br />

Viskosität � [Pa ∙ s]<br />

10 4<br />

10 3<br />

10 2<br />

10 1<br />

10 0<br />

A3<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A4, A3 T = 280°C<br />

T KR 4350 T = 330°C<br />

A4<br />

T KR 4350<br />

101 106 105 104 103 102 Schergeschwindigkeit � [s -1 ]<br />

Abb. 31: Scheinbare Viskosität von <strong>Ultramid</strong> ® A und T (unverstärkt ) in<br />

Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

31


32<br />

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

Allgemeine Hinweise zur Verarbeitung<br />

Vorbehandlung, Trocknung<br />

Das in feuchtigkeitsdichten Verpackungen angelieferte Linsen- oder<br />

Zylindergranulat kann ohne besondere Vorbehandlung verarbeitet werden.<br />

Nach unsachgemäßer Lagerung, z. B. in offenen Gebinden, ist eine<br />

Trocknung im Trockenluft- oder Vakuumtrockner unbedingt empfehlenswert.<br />

Am rationellsten und sichersten arbeiten Trockenlufttrockner.<br />

Die maximal zulässigen Trocknungstemperaturen für <strong>Ultramid</strong> ® liegen<br />

bei ca. 80 °C bis 120 °C.<br />

Granulate von hellen und thermisch empfindlichen Einfärbungen sollten<br />

schonend bei Temperaturen bis max. 80 °C getrocknet werden, um<br />

eine Vergilbung oder eine Farbtonänderung zu vermeiden.<br />

Die Trocknungsdauer – üblicherweise 4 bis 8 h – ist abhängig vom<br />

Feuchtegehalt. Für die Spritzgießverarbeitung liegt die maximal zulässige<br />

Feuchtigkeit bei 0,15 %; bei der Extrusion liegt sie bei 0,1 %. Ein<br />

zu hoher Feuchtegehalt kann zu Abbau und besonders bei den flammgeschützten<br />

Marken zu verstärktem Werkzeugbelag führen. Abbildung<br />

32 zeigt die Ergebnisse eines Trocknungsversuchs mit einem Trockenlufttrockner<br />

(mit kontinuierlicher Luftrücktrocknung).<br />

Vgl. auch das Kapitel „Lieferform und Lagerung“.<br />

Anfahren, Unterbrechen<br />

Die Verarbeitungsmaschine wird in der bei Thermoplasten üblichen<br />

Weise angefahren: Zylinder- und Düsenheizung werden so eingestellt,<br />

dass die jeweils erforderliche Massetemperatur (Richtwerte siehe<br />

Tabelle 6) erreicht wird. Die beim Aufheizvorgang thermisch belastete<br />

Masse wird vorsichtshalber abgepumpt. Danach sind in Versuchen<br />

die optimalen Verarbeitungsbedingungen zu ermitteln. Bei längeren<br />

Arbeitsunterbrechungen oder beim Abstellen sollte man den Zylinder<br />

nach Möglichkeit leerfahren und die Heizung abstellen. Beim Wiederanfahren<br />

kann nach einer Einfahrphase mit den vorher optimierten<br />

Verarbeitungsbedingungen weiter produziert werden.<br />

Bei der Verarbeitung der flammgeschützten Marken empfiehlt es sich,<br />

die Schmelze nicht abzupumpen, sondern in das Werkzeug zu spritzen.<br />

Ist ein Abpumpen nicht zu umgehen, sollte eine Absaugvorrichtung<br />

(Abzug) vorhanden sein und die Schmelze im Wasserbad abgekühlt<br />

werden (siehe „Sicherheitshinweise – Sicherheitsvorkehrungen bei der<br />

Verarbeitung“).<br />

Verträglichkeit der <strong>Ultramid</strong> ® Marken untereinander<br />

und mit anderen Thermoplasten<br />

Die <strong>Ultramid</strong> ® Marken A, B, C und T sind innerhalb ihrer Gruppe<br />

miteinander verträglich. Mischungen von <strong>Ultramid</strong> ® A, B oder C mit T<br />

sind wegen der hohen Verarbeitungstemperaturen von <strong>Ultramid</strong> ® T nur<br />

eingeschränkt stabil und sorgfältig zu prüfen. <strong>Ultramid</strong> ® A, B und C sind<br />

jedoch unter bestimmten Voraussetzungen miteinander mischbar. Bei<br />

den zu mischenden Komponenten sind wegen der begrenzten Homogenisierwirkung<br />

der Verarbeitungsmaschine zu große Viskositätsunterschiede<br />

zu vermeiden.<br />

Mit den meisten anderen Thermoplasten, u. a. PS, ABS, ist <strong>Ultramid</strong> ®<br />

nicht homogen mischbar. Bereits geringe Mengen eines solchen<br />

„Fremdstoffs“ machen sich meist störend bemerkbar, zum Beispiel in<br />

Form einer Schichtstruktur – vor allem in Angussnähe – oder durch<br />

verminderte Schlagzähigkeit.<br />

Materialwechsel<br />

Falls bei der Verarbeitung zwischen unterschiedlichen Thermoplasten<br />

gewechselt werden soll, ist es zweckmäßig, den Zylinder mit einer<br />

geeigneten Reinigungsmasse zu spülen.<br />

Mechanische Reinigung<br />

Die Reste vom Vorprodukt können in noch warmem Zustand nach<br />

Ausbau der Schnecke als Folie abgezogen oder mit einer Stahlbürste<br />

leicht entfernt werden. Weitere Rückstände sind durch Abstrahlen mit<br />

Glaskugeln (ca. 10 µm Durchmesser) zu entfernen.<br />

Selbsteinfärben<br />

Die Selbsteinfärbung von <strong>Ultramid</strong> ® durch den Verarbeiter ist grundsätzlich<br />

möglich. Bei <strong>Ultramid</strong> ® T, das im allgemeinen bei Temperaturen<br />

oberhalb 310 °C verarbeitet wird, raten wir jedoch wegen der begrenzten<br />

Thermostabilität der Farbmittel von einer Selbsteinfärbung ab.<br />

Die Eigenschaften von Teilen aus selbsteingefärbtem Granulat, insbesondere<br />

die Homogenität, die Schlagzähigkeit, das Brenn- und<br />

das Schwindungsverhalten sind sorgfältig zu prüfen, weil sie von den<br />

Zusatzstoffen und den jeweiligen Verarbeitungsbedingungen in hohem<br />

Maße beeinflusst werden können.


Bei Dreizonenschnecken kann die Homogenität über eine Anhebung<br />

des Staudrucks verbessert werden. Diese Maßnahme erhöht jedoch<br />

gleichzeitig die Dissipation und damit die Temperaturbelastung<br />

der Schmelze, außerdem kann die Durchsatzleistung abfallen. Die<br />

Mischwirkung der Dreizonenschnecke ist grundsätzlich begrenzt, wes-<br />

halb der Einsatz von Scher- und /oder Mischteilen erforderlich werden<br />

kann. Barriereschnecken sind standardmäßig mit Scher- und /oder<br />

Mischteilen ausgerüstet und somit für die Selbsteinfärbung geeignet<br />

(siehe „Plastifiziereinheit“).<br />

Bei UL 94-gelisteten <strong>Ultramid</strong> ® Marken sind – sofern die UL-Listung<br />

erhalten bleiben soll – die Bestimmungen der UL 746D einzuhalten.<br />

Für die Selbsteinfärbung von UL 94 HB-gelisteten <strong>Ultramid</strong> ® Marken ist<br />

nur die Verwendung von ebenfalls HB- oder besser gelisteten und auf<br />

<strong>PA</strong> basierenden Farbbatches gestattet. UL 94 V-2, V-1 oder V-0 gelis-<br />

tete <strong>Ultramid</strong> ® Marken dürfen nur mit von UL anerkannten Farbbatches<br />

(besondere Zulassung erforderlich) eingefärbt werden.<br />

Werden selbsteingefärbte Teile im Lebensmittelbereich verwendet, sind<br />

besondere Bestimmungen zu beachten (siehe „Lebensmittelrechtliche<br />

Bestimmungen“).<br />

Wiederverarbeitung, Verwertung von Abfällen<br />

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

können bei <strong>Ultramid</strong> ® in begrenztem Umfang (bis ca. 10 %) wiederverwendet<br />

werden, sofern sie nicht verschmutzt sind und das Material bei<br />

der vorangegangenen Verarbeitung nicht geschädigt wurde. <strong>Ultramid</strong> ®<br />

ist als Mahlgut besonders feuchtigkeitsempfindlich. Auch wenn das<br />

Mahlgut trocken gelagert wird, ist eine Trocknung vor der Verarbeitung<br />

empfehlenswert. Feuchtigkeit führt bei der Verarbeitung zu molekularem<br />

Abbau. Trocknungsbedingungen siehe „Allgemeine Hinweise zur<br />

Verarbeitung“.<br />

Der Zusatz von Mahlgut zum Originalgranulat kann den Einzug, das<br />

Fließverhalten, die Entformung und Schwindung sowie insbesondere<br />

das mechanische Eigenschaftsbild ändern.<br />

Feuchtigkeitsgehalt [%]<br />

Zentrierleiste<br />

1,6<br />

1,4<br />

1,2<br />

1,0<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

0,1<br />

0<br />

5<br />

A3EG6<br />

A3EG6<br />

B3S<br />

B3S<br />

10<br />

Temperatur<br />

110°C<br />

80°C<br />

110°C<br />

80 °C<br />

15<br />

20<br />

25 30<br />

Trocknungsdauer [h]<br />

Abb. 32: Feuchtigkeitsgehalt von <strong>Ultramid</strong> ® Granulaten in Abhängigkeit<br />

von der Trocknungsdauer ( Feuchtigkeitsmessung nach ISO 960)<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

33


34<br />

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

Maschinen- und Werkzeugtechnik<br />

Das Spritzgießen ist für <strong>Ultramid</strong> ® das wichtigste Verarbeitungsverfah-<br />

ren. <strong>Ultramid</strong> ® lässt sich auf allen handelsüblichen Spritzgießmaschinen<br />

verarbeiten, entscheidend ist aber die richtige Auslegung der Plastifi-<br />

ziereinheit.<br />

Plastifiziereinheit<br />

Dreizonenschnecken<br />

Die für andere technische Thermoplaste üblichen eingängigen Dreizonenschnecken<br />

eignen sich auch für die Spritzgießverarbeitung von<br />

<strong>Ultramid</strong> ® . Bei modernen Maschinen beträgt die wirksame Schneckenlänge<br />

18-23 D und die Gangsteigung 1,0 D, in seltenen Fällen auch<br />

0,8 D. Die schon seit langem bewährte Geometrie für Dreizonenschnecken<br />

ist Abbildung 33 zu entnehmen.<br />

Das Einzugsverhalten wird wesentlich durch die Temperaturen im<br />

Trichterbereich sowie die Gangtiefe in der Einzugszone bestimmt. Beim<br />

Aufschmelzen ist neben der Temperaturführung am Zylinder die Dissipation<br />

entscheidend. Empfehlenswerte Gangtiefen für verschiedene<br />

Schneckendurchmesser sind in Abbildung 34 aufgeführt. Diese Gangtiefen<br />

gelten für Standard- und auch flacher geschnittene Schnecken<br />

und ergeben ein Kompressionsverhältnis von 1 zu 2. Bei Verwendung<br />

von flachgeschnittenen Schnecken ist die Durchsatzleistung geringer<br />

als bei Standardausführungen, was in der Praxis jedoch meist von<br />

untergeordneter Bedeutung ist. Flachgeschnittene Schnecken nehmen<br />

weniger Material auf als tiefgeschnittene. Somit ist auch die Verweilzeit<br />

der Schmelze im Zylinder kürzer. Dies bedeutet, dass ein schonenderes<br />

Aufschmelzen des Granulats und eine höhere Schmelzehomogenität<br />

erzielt werden kann, was sich vorteilhaft auf die Qualität spritzgegossener<br />

Formteile auswirkt.<br />

Barriereschnecken<br />

Charakteristisch für die Barriereschnecke ist die Aufteilung des Schneckenkanals<br />

in einen Feststoff- und einen Schmelzekanal, die durch den<br />

Barrieresteg getrennt werden. Der Barrieresteg besitzt eine größere<br />

Spaltweite als der Hauptsteg und bewirkt, dass nur aufgeschmolzenes<br />

Material und Partikel, die kleiner als der Barrierestegspalt sind, in den<br />

Schmelzekanal gelangen können. Beim Überströmen vom Feststoff- in<br />

den Schmelzekanal wird die Schmelze einer zusätzlichen Scherbeanspruchung<br />

ausgesetzt. Da bis zum Ende des Feststoffkanals unaufgeschmolzenes<br />

Material vorliegen kann, benötigen Barriereschnecken<br />

Scher- und /oder Mischteile, um eine ausreichende Homogenität zu<br />

gewährleisten.<br />

Bei niedrigem Staudruck und kurzen Dosierwegen kann die Barriereschnecke<br />

gegenüber der Dreizonenschnecke Vorteile haben. Mit<br />

höherem Staudruck sinkt die Durchsatzleistung stark ab. Bei größeren<br />

Dosierwegen kann es zu einer Teilfüllung des Schmelzekanals kommen,<br />

wenn die verbleibende Einzugszonenlänge zu kurz ist.<br />

Aufgrund der zusätzlichen Scherbelastung im Barrierestegspalt sowie<br />

in den Scher- und Mischteilen ist die Barriereschnecke für faserverstärkte<br />

und /oder flammgeschützte <strong>Ultramid</strong> ® Marken nicht empfehlenswert.<br />

Entgasungsschnecken<br />

Flammgeschützte <strong>Ultramid</strong> ® Marken sollten nicht mit Entgasungsschnecken<br />

verarbeitet werden. Eine Trocknung von Granulat und Mahlgut<br />

auf Entgasungsmaschinen wird nicht empfohlen, weil es vor allem bei<br />

thermisch empfindlichen Produkten zu molekularem Abbau und damit<br />

zu minderer Fertigteilqualität kommt.


R D h S h A<br />

E<br />

Schneckenspitze, Rückstromsperre<br />

Wichtig für einen störungsfreien Schmelzefluss in der Plastifiziereinheit<br />

sind die Ausführungen der Schneckenspitze und der Rückstromsperre.<br />

Sie verhindert, dass Schmelze während des Einspritzens und Nachdrü-<br />

ckens zurückfließt.<br />

Konstante Massepolster und lange Nachdruckzeiten können nur mit<br />

Rückstromsperren erzielt werden.<br />

Das Spiel zwischen Zylinder und Rückstromsperre sollte nicht größer<br />

als 0,02 mm sein (Abb. 35).<br />

Die Durchflussquerschnitte sollten, wie Abbildung 35 zeigt, in den<br />

verschiedenen Bereichen (A, h A, H) gleich groß ausgeführt werden,<br />

um einen Rückstau der Schmelze zu vermeiden. Es wird empfohlen,<br />

die Schneckenspitze so strömungsgünstig auszulegen (Winkel C in<br />

Abb. 35), dass sich möglichst wenig Schmelze im Zylinderkopf bzw. in<br />

der Düse festsetzen kann.<br />

LA LK LE L<br />

D Schneckenaußendurchmesser<br />

L wirksame Schneckenlänge<br />

L Länge der Einzugszone<br />

E<br />

L Länge der Kompressionszone<br />

K<br />

L Länge der Ausstoßzone<br />

A<br />

h Gangtiefe in der Ausstoßzone<br />

A<br />

h Gangtiefe in der Einzugszone<br />

E<br />

S Steigung<br />

R Rückstromsperre<br />

Abb. 33: Schneckengeometrie; Begriffe und Maße von<br />

Dreizonenschnecken für Spritzgießmaschinen<br />

18- 23 D<br />

0,5-0,55 L<br />

0,25-0,3 L<br />

0,2 L<br />

0,8-1,0 D<br />

Gangtiefe h [mm]<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

h = Gangtiefe in der Einzugszone<br />

E<br />

h = Gangtiefe in der Ausstoßzone<br />

A<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-Durchmesser D [mm]<br />

Abb. 34: Schneckengangtiefen von Dreizonenschnecken für<br />

Spritzgießmaschinen<br />

Zylinderinnendurchmesser<br />

D<br />

* 30° bis 60°<br />

Spiel (ca. 0,02 mm) Sperrring Druckring<br />

30°<br />

bis<br />

60°<br />

Schneckenspitze<br />

* Durchflussquerschnitte in diesen Bereichen müssen etwa gleich sein<br />

Abb. 35: Rückstromsperre<br />

15°<br />

Temperaturfühler<br />

Abb. 36: Offene Düse mit Temperaturfühler<br />

A*<br />

C*<br />

h A*<br />

H* 30°<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

35


36<br />

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

Maschinendüse<br />

Offene Düsen ( Abb. 36 ) werden wegen ihrer strömungsgünstigen Ausführung<br />

und gleichmäßigen Wärmeübertragung den Verschlussdüsen<br />

vorgezogen. Dadurch wird besonders beim Farbwechsel ein wesentlicher<br />

Vorteil erzielt. Der Übergangswinkel in der Düse vom Zylinderinnen-<br />

zum Düsenbohrungsdurchmesser sollte dem Schneckenspitzenwinkel<br />

entsprechen.<br />

Um zu vermeiden, dass während der Plastifizierung Schmelze aus der<br />

Düse ausfließt, wird empfohlen, mit einer am Werkzeug anliegenden<br />

Düse zu plastifizieren. Danach wird die Schnecke zur Druckentlastung<br />

zurückgezogen ( Dekompression) und das Spritzaggregat vom Werkzeug<br />

abgehoben. Denkbar wäre auch, die Düsentemperatur abzusenken. Die<br />

Massetemperatur darf dabei aber nie so weit absinken, dass die Düse<br />

einfriert. Bei z. B. glasfaserverstärkten Produkten kann es sehr leicht<br />

zur Bildung eines „kalten Pfropfens“ im vorderen Düsenbereich kommen,<br />

der die Fertigteileigenschaften ganz wesentlich verschlechtern<br />

kann.<br />

Bei senkrecht stehender Plastifiziereinheit und /oder niedriger Schmelzeviskosität<br />

lässt sich trotzdem ein Auslaufen von Schmelze aus der<br />

Düse oftmals nicht vermeiden. In diesen Fällen wären zugunsten einer<br />

störungsfreien Produktion Verschlussdüsen vorzuziehen. Diese Düsen<br />

verhindern außerdem den Kontakt der Schmelze in der Düsenspitze mit<br />

Sauerstoff während das Spritzaggregat vom Werkzeug abgehoben ist.<br />

Nadelverschlussdüsen sollten möglichst strömungsgünstig ausgeführt<br />

sein; Abbildung 37 zeigt ein Beispiel.<br />

Beim Einsatz von Verschlussdüsen sollte die Produktion möglichst<br />

wenig unterbrochen werden, da jede zusätzliche Aufheizphase bei thermisch<br />

empfindlichen Produkten eine unnötige Belastung ist. Dies gilt<br />

besonders für <strong>Ultramid</strong> ® Marken mit Flammschutzausrüstung. Die einmal<br />

geschädigten Produktanteile lassen sich aus einer Verschlussdüse<br />

weitaus schwieriger herausspülen als aus einer offenen Düse.<br />

In der Düsenbohrung erstarrte Schmelze kann bei Verwendung von<br />

Verschlussdüsen leichter und sauberer entformt werden als aus offenen<br />

Düsen. Die einwandfreie Entformung des Düsenzapfens ist wichtig,<br />

damit nicht beim nächsten Spritzvorgang der eingefrorene Schmelzezapfen<br />

in den Werkzeughohlraum gelangt und dort als Kerbstelle wirkt<br />

bzw. als Schliere oder Fehlstelle im Formteil sichtbar wird. Voraussetzung<br />

für eine einwandfreie Entformung des Düsenzapfens ist eine<br />

konische Düsenbohrung (Winkel b in Abb. 38).<br />

Die Verschlussdüsen ermöglichen auch bei zurückgefahrener Plastifiziereinheit<br />

eine Produktion mit Staudruck, wodurch eine bessere<br />

Homogenisierung der Schmelze gewährleistet ist. Bei der Selbsteinfärbung<br />

sollte man daher auf diesen Vorteil nicht verzichten.<br />

Verschleißschutz<br />

Wie bei der Verarbeitung der meisten glasfaserverstärkten Thermoplaste<br />

empfiehlt es sich, auch bei glasfaserverstärktem <strong>Ultramid</strong> ® verschleißgeschützte<br />

Plastifiziereinheiten, z. B. Bimetallzylinder und gepanzerte<br />

Schnecken, Schneckenspitzen und Rückströmsperren, zu verwenden.<br />

Spritzgießwerkzeug<br />

Werkzeuggestaltung<br />

Die Konstruktionsrichtlinien nach VDI 2006 für die Werkzeuggestaltung<br />

gelten auch für <strong>Ultramid</strong> ® .<br />

Aufgrund der niedrigen Schmelzeviskosität bilden sich die formgebenden<br />

Werkzeugoberflächen bei den unverstärkten Marken genauestens<br />

ab; daher müssen diese Flächen so exakt gefertigt werden, wie sie<br />

später am Formteil gewünscht werden.<br />

Bei Marken mit Glasfaserverstärkung kann die Spritzlingsoberfläche<br />

durch den Glasfaseranteil etwas matter ausfallen (Glasfasereffekt).<br />

Dieser Effekt kann durch schnelles Einspritzen bei gleichzeitig erhöhten<br />

Werkzeugtemperaturen (z. B. 80 -120 °C) kompensiert werden.<br />

Ausformschrägen, Auswerfer<br />

Die Ausformschräge beträgt bei Spritzgießwerkzeugen für <strong>Ultramid</strong> ® im<br />

allgemeinen 1 bis 2 Grad. Mit geringeren Entformungsschrägen steigen<br />

die Entformungskräfte stark an, so dass noch mehr Augenmerk auf<br />

das Auswerfersystem gelegt werden muss. Für lange und dünne Kerne<br />

sollten hochfeste Stähle verwendet werden. Zur Reduzierung der Entformungskräfte<br />

können Oberflächenbeschichtungen z. B. aus Titannitrid<br />

( TiN) bzw. Chromnitrid (CrN) und /oder geringe Oberflächenrauigkeiten<br />

hilfreich sein. Die Auswerferstifte oder Abstreifplatten sollen möglichst<br />

großflächig ausgelegt werden, damit sie das Formteil beim Entformen<br />

nicht durchstoßen oder deformieren. Dies gilt besonders für Formteile<br />

mit Hinterschneidungen und /oder geringen Entformungsschrägen, die<br />

höhere Entformungskräfte erfordern. Großflächige Auswerfer ermöglichen<br />

unter Umständen ein früheres Entformen und somit kürzere<br />

Zykluszeiten.


Angussarten<br />

Grundsätzlich sind für <strong>Ultramid</strong> ® alle üblichen Angussarten – auch<br />

Heißkanalsysteme – verwendbar. Selbstisolierende Heißkanal- und Vorkammersysteme<br />

können wegen der Gefahr des Einfrierens der Schmelze<br />

schon bei relativ kurzen Unterbrechungen Probleme bereiten.<br />

Die Angüsse sollten ausreichend dimensioniert sein (Abb. 38). Bei zu<br />

kleinen Angussquerschnitten müssen Massetemperaturen und Spritzdrücke<br />

unnötig hoch eingestellt werden. Als Folge können Schlieren<br />

auf den Formteiloberflächen oder Verbrennungen auftreten. Erstarrt<br />

die Schmelze im Anguss zu früh, können Lunker und Einfallstellen am<br />

Formteil die Folge sein, weil die Volumenkontraktion der Schmelze<br />

während der Nachdruckphase nicht genügend ausgeglichen werden<br />

kann.<br />

Bei faserverstärkten Marken kommt es im Angussbereich bei relativ<br />

hohen Durchsätzen zu erhöhtem Verschleiß, dem durch die Auswahl<br />

geeigneter Stähle und der Verwendung von auswechselbaren Werkzeugeinsätzen<br />

begegnet werden kann.<br />

Werkzeugentlüftung<br />

Bei <strong>Ultramid</strong> ® , besonders bei den flammgeschützten Marken, ist eine<br />

Entlüftung am Fließwegende oder am Zusammenfluss wichtig. Schlitze<br />

von 0,015 bis 0,02 mm sind auf eine Länge von 2 bis 3 mm vorzusehen,<br />

die danach auf ca. 1 mm erweitert werden und im weiteren Verlauf<br />

ins Freie münden (vgl. Abb. 39). Bei leichter fließenden Produkten, z. B.<br />

B3S, sind die Schlitze dünner auszuführen, um Schwimmhäute zu vermeiden.<br />

Die optimale Schlitzdicke ist werkzeugabhängig und sollte in<br />

Verarbeitungsversuchen beginnend bei 0,005 mm ermittelt werden.<br />

Für die Werkzeuge zur Verarbeitung der A3X2G…-Marken haben<br />

sich korrosionsfeste, hochlegierte Stähle (z. B. X42Cr13, DIN 1.2083)<br />

bewährt.<br />

Temperaturfühler<br />

Verschlussnadel Verschlussfeder<br />

Abb. 37: Federbelastete Nadelverschlussdüse<br />

(Bauart plastic-service, Mannheim)<br />

Maschinendüse (Ausschnitt)<br />

R = 15,5 mm (Bsp.)<br />

3<br />

D = D + (0,5 bis 1) mm<br />

1 3<br />

R = R + (0,5 bis 1) mm<br />

1 3<br />

� � 1°<br />

Angussbuchse<br />

s = Formteilwanddicke<br />

D = s + 1,5 mm (Faustregel)<br />

2<br />

D = (1,1 bis 1,5) x s<br />

2<br />

(nach Kühlzeitgleichung)<br />

R = 1 bis 2 mm<br />

2<br />

� � 1°<br />

Formteil<br />

Abb. 38: Stangenanguss-Dimensionierung<br />

Trennebene<br />

Bohrung<br />

� 2 bis 5<br />

0,015 +0,005<br />

1<br />

2<br />

3<br />

R 3<br />

D 1<br />

�<br />

D3 �<br />

R 1<br />

D 2<br />

R 2<br />

Form-<br />

hohlraum<br />

Abb. 39: Konstruktionsschema einer Werkzeugentlüftung<br />

s<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

37


38<br />

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

Verwendung von Einlegeteilen<br />

Metallteile können einwandfrei umspritzt werden. Bei größeren Abmes-<br />

sungen sollten sie jedoch auf 100 °C bis 150 °C, zumindest aber auf<br />

die Werkzeugtemperatur vorgewärmt werden, damit keine zu hohen<br />

Eigenspannungen im Formteil auftreten. Die Metallteile müssen fettfrei<br />

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

Verankerung haben. Außerdem ist bei den Einlegeteilen auf eine gute<br />

Abrundung der Kanten zu achten.<br />

Werkzeugtemperierkanäle und -geräte<br />

Die Formteilqualität ist ganz entscheidend von den Temperaturver-<br />

hältnissen im Werkzeug abhängig. Nur mit einem sinnvoll angelegten<br />

Temperierkanalsystem im Werkzeug in Verbindung mit leistungsgerech-<br />

ten Temperiergeräten ist eine exakte Werkzeugtemperierung möglich.<br />

Oft müssen die Werkzeughälften bzw. bestimmte Werkzeugpartien<br />

unterschiedlich temperiert werden, um eine gleichmäßige Tempera-<br />

turverteilung zu erreichen oder einem Verzug an den Formteilen ent-<br />

gegenzuwirken. Die Temperierkanäle sollten daher in möglichst vielen<br />

separaten Kreisen, die auch hintereinandergeschaltet werden können,<br />

angelegt sein.<br />

Die für <strong>Ultramid</strong> ® erforderlichen Werkzeugtemperaturen sind mit<br />

Wasser-Temperiergeräten erreichbar. Spezielle Geräte (geschlossene<br />

Systeme) erreichen auch Temperaturen bis zu 200 °C.<br />

Heizung 6 5 4 3 2 1 Trichter<br />

Temperaturführung<br />

Temperaturführung<br />

280<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A<br />

(<strong>Ultramid</strong> ® horizontal<br />

285 285 285 285 80°C<br />

B<br />

ca. 20°C niedriger )<br />

ansteigend<br />

285 290 285 280 275 270 80°C<br />

horizontal<br />

335 340 340 340 340 340 80°C<br />

ansteigend<br />

340 340 330 320 310 300 80°C<br />

Abb. 40: Beispiele für Temperaturführungen am Zylinder<br />

<strong>Ultramid</strong> ® T<br />

Spritzgießverarbeitung<br />

Verarbeitungstemperaturen und Verweilzeiten<br />

Massetemperaturen<br />

Für die verschiedenen <strong>Ultramid</strong> ® Marken sind die in Tabelle 6 aufgeführten<br />

Massetemperaturbereiche empfehlenswert. Weitere Angaben<br />

enthalten die Tabellen 7 und 8 mit Beispielen für die Spritzgießverarbeitung.<br />

Die richtige Massetemperatur innerhalb der angegebenen Bereiche<br />

ist von der Fließweglänge und der Wanddicke des Formteils abhängig.<br />

Höhere Massetemperaturen sind wegen einer möglichen thermischen<br />

Schädigung der Schmelze zu vermeiden, geringfügige Erhöhungen<br />

(+ 10 °C) sind nur zulässig bei extrem kurzen Fertigungs- bzw. Verweilzeiten<br />

der Schmelze im Zylinder (< 2 Minuten).<br />

Zur Kontrolle der Massetemperatur empfiehlt es sich, eine kontinuierliche<br />

Messmöglichkeit vorzusehen, zum Beispiel durch ein im Düsenbereich<br />

installiertes Thermoelement (Abb. 36 und 37).<br />

Werkzeugtemperaturen<br />

Unverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® wird in der Regel mit Werkzeugtemperaturen<br />

von 40 °C bis 60 °C verarbeitet. Verstärkte <strong>Ultramid</strong> ® Marken benötigen<br />

höhere Temperaturen. Um gute Oberflächenqualitäten und Formteile<br />

mit höheren Härte- und Festigkeitsanforderungen zu erzielen, sollten<br />

die Werkzeugwandtemperaturen bei 80 °C bis 90 °C, in besonderen<br />

Fällen bei 120 °C bis 140 °C liegen (siehe auch Tabelle 6). Ein gutes<br />

Temperiersystem, verbunden mit der richtigen Temperatur im Werkzeug,<br />

ist die Voraussetzung für hochwertige Spritzgussteile. Die Werkzeugoberflächentemperatur<br />

beeinflusst den Kristallisationsgrad, die<br />

Oberflächengüte, die Schwindung, den Verzug, die Maßtoleranzen und<br />

das Niveau innerer Spannungen.<br />

Zylindertemperaturen<br />

Bei langen Verweilzeiten der Schmelze im Zylinder wird ein schonendes<br />

Aufschmelzen dadurch erreicht, dass man die Temperaturen der Zylinderheizbänder<br />

vom Einfülltrichter zur Düse hin ansteigend einstellt. Bei<br />

kurzen Verweilzeiten kann auch eine horizontale Temperaturführung am<br />

Zylinder sinnvoll sein (Beispiele siehe Abb. 40 ). Barriereschnecken können<br />

ein vom Einfülltrichter zur Düse hin abfallendes Temperaturprofil<br />

erfordern.


Die Düse muss mit mindestens einem Heizband – Heizleistung 200 bis<br />

300 W – versehen sein, weil durch Abstrahlung und Wärmeableitung<br />

an das Spritzgießwerkzeug starke Wärmeverluste auftreten können und<br />

die Gefahr des Einfrierens der Schmelze in der Düse besteht. Die Kon-<br />

trolle der Heizbandregelung ist zu empfehlen; sie kann bei rechtzeitigem<br />

Alarm vor einem Schneckenbruch schützen, wenn zum Beispiel ein<br />

Heizband am Zylinder ausfällt. Durch eine Temperierung (ca. 80 °C) des<br />

Trichterbereiches kann oft das Einzugsverhalten verbessert werden.<br />

Verweilzeit im Zylinder<br />

Die Verweilzeit des Kunststoffs im Plastifizierzylinder bestimmt ganz<br />

entscheidend die Formteilqualität. Zu kurze Verweilzeiten können<br />

zu thermischen Inhomogenitäten in der Schmelze führen, zu lange<br />

(> 10 min) dagegen oft zur thermischen Schädigung. Diese wiederum<br />

führt zu einem Verlust an Zähigkeit, manchmal sichtbar an einer Verfär-<br />

bung der Spritzlinge, an dunklen Streifen oder an verbrannten Produkt-<br />

partikeln am Spritzling.<br />

Tabelle 6: Richtwerte für die Verarbeitungstemperatur und die Verarbeitungsschwindung von <strong>Ultramid</strong> ® im Spritzguss<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Massetemperatur- Verarbeitungsschwindung [%]<br />

Bereich T W -Bereich Massetemp. T W TK 1) Platte s = 2 mm 2)<br />

[°C] [°C] [°C] [°C] längs parallel senkrecht<br />

A3K, A3W 280 -300 40 - 60 290 60 0,85 1,38 1,68<br />

B3S 250 -270 40 - 60 260 60 0,55 0,87 1,0<br />

B3L 250 -270 40 - 60 260 60 0,65 1,20 1,54<br />

C3U 250 -270 40 - 60 270 60 0,80 1,25 1,27<br />

A3HG5, A3EG5, A3WG5 280 -300 80 -90 290 80 0,55 0,48 1,06<br />

A3X2G5 280 -300 80 -90 290 80 0,5 0,48 1,23<br />

A3EG6, A3WG6 280 -300 80 -90 290 80 0,55 0,40 1,06<br />

A3EG7, A3HG7, A3WG7 280 -300 80 -90 290 80 0,5 0,37 1,04<br />

A3X2G7 280 -300 80 -90 290 80 0,45 0,34 1,14<br />

A3EG10, A3WG10 290 -310 80 -90 300 80 0,45 0,33 0,82<br />

A3UG5 280 -300 80 -90 290 80 0,35 0,40 1,20<br />

B3ZG3 270 -290 80 -90 280 80 0,5 0,58 0,68<br />

B3EG6, B3WG6 270 -290 80 -90 280 80 0,4 0,27 0,75<br />

B3ZG6 270 -290 80 -90 280 80 0,4 0,33 0,71<br />

B3WG7 270 -290 80 -90 280 80 0,35 0,25 0,75<br />

B3WGM24 270 -290 80 -90 280 80 0,4 0,40 0,61<br />

T KR 4350 310 -340 70 -90 330 80 0,65 0,84 1,12<br />

T KR 4355 G5 320-350 90 -110 330 80 0,4 0,45 1,00<br />

T KR 4357 G6 320-350 90 -110 330 80 0,4 0,40 1,00<br />

T KR 4355 G7 320 -350 90 -110 330 80 0,35 0,30 1,00<br />

T KR 4365 G5 310 -330 90 -110 310 80 0,4 0,55 1,00<br />

Platte: p N = 500 bar<br />

TK (Testkästchen): p N = 800 bar<br />

T W = Werkzeugoberflächentemperatur<br />

1) Behinderte Schwindung<br />

2) Freie Schwindung nach ISO 294-4<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

39


40<br />

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

Die Verweilzeit lässt sich in einem speziellen Versuch durch Zugabe<br />

von andersgefärbtem Granulat ermitteln. Bei Verarbeitung von hell<br />

eingefärbtem <strong>Ultramid</strong> ® reichen bereits wenige dunkel eingefärbte<br />

Granulatkörner. Die Verweilzeit ergibt sich dann aus dem Produkt von<br />

Zykluszeit und Anzahl der Zyklen bis zu dem Zeitpunkt, an dem am<br />

Spritzling Farbunterschiede festgestellt werden können. Eine Abschät-<br />

zung der Verweilzeit über das theoretisch mögliche Spritzvolumen ist<br />

nicht möglich. Abbildung 41 zeigt, dass die Verweilzeit mit zuneh-<br />

mendem Dosierweg abnimmt (Randbedingung: konstantes Dosier-<br />

volumen und konstanter Spritzzyklus), wobei diese Abhängigkeit bei<br />

sehr großen Dosierwegen > 3D nur noch schwach ausgeprägt ist.<br />

In der Praxis bedeutet dies, dass die Verweilzeit oft durch die Verwen-<br />

dung einer kleineren Plastifiziereinheit verringert werden kann. Dosier-<br />

wege > 3D können jedoch in einer zu geringen effektiven Restschne-<br />

ckenlänge resultieren und erhöhen die Gefahr des Lufteinzugs sowie<br />

von Schmelzeinhomogenitäten (unaufgeschmolzenes Granulat). Optimal<br />

sind erfahrungsgemäß Spritzprozesse, bei denen der Plastifizierweg<br />

zwischen 1 und 3D liegt.<br />

Verarbeitungsverhalten<br />

Einzug<br />

Mit den beschriebenen Schneckenkonstruktionen lässt sich <strong>Ultramid</strong> ®<br />

gleichmäßig plastifizieren. Das Aufschmelz- und Einzugsverhalten des<br />

Granulats ist aber nicht nur von der Schneckenkonstruktion abhängig,<br />

sondern auch von der Temperaturführung am Zylinder, der Schneckendrehzahl<br />

und vom Staudruck.<br />

Wichtig ist, dass die Temperatur im Einzugsbereich (Trichterzone HZ1)<br />

nicht zu hoch gewählt wird, um ein vorzeitiges Anschmelzen des Granulats<br />

zu vermeiden. Eine Brückenbildung (verstopfte Schneckengänge)<br />

könnte dann die Folge sein. Diese kann dann eintreten, wenn die Verarbeitungstemperaturen<br />

und die Verweilzeiten der Schmelze insgesamt<br />

sehr hoch sind.<br />

Staudruck<br />

Oft wird mit Staudruck gearbeitet, um die Plastifizierzeit konstant zu<br />

halten, Lufteinzug zu vermeiden oder die Homogenisierung der Schmelze<br />

zu verbessern. Für <strong>Ultramid</strong> ® ist ein Staudruck bei Produkten, die nicht<br />

selbst eingefärbt werden, nicht unbedingt erforderlich. Ein zu hoher<br />

Staudruck kann zu erhöhten Massetemperaturen mit einer unerwünsch<br />

ten thermischen Schmelzebelastung führen und bei faserver-<br />

stärkten Produkten eine Verringerung der mittleren Faserlänge bewirken.<br />

Schneckendrehzahl<br />

Die Schneckendrehzahl sollte möglichst so gewählt werden, dass die<br />

im Zyklus für die Plastifizierung zur Verfügung stehende Zeit weitgehend<br />

genutzt wird. Oft genügt zum Beispiel bei einer Schnecke von<br />

50 mm Durchmesser eine Schneckendrehzahl von 60 bis 100 min –1<br />

(entspricht einer Schneckenumfangsgeschwindigkeit von 200 bis<br />

300 mm /s). Mit niedrigen Schneckendrehzahlen lässt sich die Temperaturerhöhung<br />

durch Friktion in vertretbaren Grenzen halten.<br />

Aufgrund des relativ hohen Drehmomentes können jedoch sehr kleine<br />

Drehzahlen zu Problemen im Schneckenantrieb führen. Bei langen<br />

Zykluszeiten sollte kurz vor Einspritzbeginn mit der Plastifizierung<br />

begonnen werden. Dadurch wird eine unerwünscht lange Verweilzeit<br />

von ruhender Schmelze im Schneckenvorraum vermieden. Dies ist<br />

besonders bei hohen Verarbeitungstemperaturen wichtig.<br />

Verweilzeitfaktor<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

Lange<br />

Verweilzeit<br />

Empfohlener<br />

Bereich<br />

Geringe<br />

Restschneckenlänge<br />

0 1 2 3 4<br />

Dosierweg als Vielfaches vom Schneckendurchmesser<br />

Abb. 41: Verweilzeit in Abhängigkeit vom Dosierweg<br />

5


Tabelle 7: Beispiele für die Spritzgießverarbeitung<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B3S B3EG7 A3K A3EG7 A3X2G5 A3HG6HR B3M6 T KR 4355 G5<br />

Art des Spritzlings Dübel Bohr-<br />

maschinen-<br />

gehäuse<br />

Abmessungen des<br />

Spritzlings<br />

Gesamtgewicht /<br />

Einzelgewicht<br />

mm 32-fach<br />

x 8 x 40<br />

2-fach<br />

170 x 170 x 35<br />

Reihenklemme<br />

für elektrische<br />

Schalter<br />

2-fach<br />

55 x 35 x 8<br />

Haushalts-<br />

maschinen-<br />

gehäuse<br />

Schalt-<br />

schutz-<br />

unterteil<br />

270 x 180 x 170 2-fach<br />

78 x 55 x 40<br />

Kfz-<br />

Kühlwasserkastendeckel<br />

322 x 55 x<br />

65/38<br />

Radblende Gehäuse<br />

x 400 107 x 47 x 15<br />

g 43 /1,3 436 / 200 20/8 960 94/45 190 300 39<br />

Wanddicken mm 0,9…3,5 1,2-6,5 1,3-2,5 3,5-7,5 0,8-2,2 2,4-4,0 2,2-2,6 1,5-4<br />

Länge der Fließwege mm 40 230 55 360 345 150 90<br />

Angussart,<br />

Angussmaße<br />

mm Kegel;<br />

Verteiler<br />

je 2 Punkt-<br />

Anschnitte<br />

Kegel;<br />

Verteiler-<br />

anschnitt<br />

5 x 2,5<br />

Anschnitte<br />

x 1,2<br />

Kegel<br />

x 6-10 ,<br />

l = 82<br />

Kegel x 5 ,<br />

l = 35;<br />

Tunnel-<br />

anschnitt<br />

x 1,0<br />

Kegel<br />

x 4,8-9,4 ,<br />

l = 81;<br />

Bandanschnitt<br />

30 x 1,0<br />

Heißkanal;<br />

Kegel<br />

x 6-12<br />

Maschinendaten<br />

Zuhaltekraft kN 750 600 7000 1300 1750 7500 1200<br />

Schneckendurchmesser mm 45 32 95 42 52 60 40<br />

Heizbandtemperaturen °C<br />

– Trichter<br />

255/260 260/270/280 255/265/275 250/260/270 275/280/285 290/290/290 250/270/270 300/320/330<br />

– Düse<br />

260<br />

285 280 285 300 270 330<br />

Massetemperatur °C 265 290 285 285 290 288 275 330<br />

Werkzeugoberflächentemperatur<br />

°C 60 80 70 90 40/90 68/40 80 80<br />

Zykluszeit s 7 60 22,5 110 35 58 38 28<br />

Spritzzeit s 0,7 3 1,5 1,6 1,2 1,9 4,3 0,3<br />

Nachdruckzeit s 2,2 12 4,0 18 8 10 8,0 10<br />

Kühlzeit s 2,2 4 12 60 20 30 20 18<br />

Einzugszeit s 1,8 21 – – – 9,5 6,5 -<br />

Spritzdruck bar 480 980 800 1100 660 640 865 755<br />

Nachdruck bar 400 700 640 300 820 280 675 800<br />

Staudruck bar 0 210 0 60 70 55 5,0 3<br />

Schneckendrehzahl U/min 260 80 60 70 100 100 80 100<br />

Durchsatz kg/h – 26 3,2 31,5 9,7 – 28 –<br />

Verarbeitungsschwindung VS – Länge bzw.<br />

Durchmesser<br />

% – 0,4- 0,5 1,3 0,5 0,3-0,6 0,2-0,26 0,75-0,85 0,4<br />

– Breite % – – – 0,25 – – – 0,6<br />

Kegel<br />

x 3-6<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

41


42<br />

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

Werkzeugfüllung<br />

Die Geschwindigkeit der Werkzeugfüllung beeinflusst die Qualität der<br />

Formteile. Rasches Einspritzen begünstigt die gleichmäßige Erstarrung<br />

und die Qualität der Oberfläche vor allem bei Teilen aus glasfaserverstärktem<br />

<strong>Ultramid</strong> ® .<br />

Bei sehr dickwandigen Formteilen kann eine verringerte Einspritzgeschwindigkeit<br />

angebracht sein, um je nach Anschnittart und Lage einen<br />

Quellfluss zu erreichen und einen freien Strahl zu vermeiden. Beim<br />

Einspritzen der Masse muss die Luft im Werkzeughohlraum leicht an<br />

geeigneten Stellen entweichen können, damit es nicht zu Verbrennungen<br />

durch komprimierte Luft kommt ( Diesel-Effekt ), siehe „Werkzeugentlüftung“.<br />

Um Einfallstellen und Lunker bei Materialanhäufungen zu verhindern,<br />

müssen Nachdruck und Nachdruckzeit so hoch gewählt werden, dass<br />

die beim Abkühlen der Schmelze auftretende Volumenkontraktion ausgeglichen<br />

wird. Voraussetzung dafür ist ein genügend großer Anschnitt,<br />

damit die Masse in diesem Bereich nicht schon vor dem Ende der<br />

Nachdruckzeit erstarrt und dadurch das restliche Formteil gegen den<br />

Nachdruck abriegelt.<br />

Spirallänge [mm]<br />

500<br />

450<br />

400<br />

350<br />

1 = B3EG6<br />

2 = A3K<br />

3 = A3EG6<br />

4 = B3M6<br />

5 = A3X2G5<br />

(T 80°C) W<br />

(T 80°C) W<br />

(T 60°C) W<br />

(T W 80°C)<br />

(T W 80°C)<br />

300 1<br />

2<br />

250<br />

200<br />

150<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6 = T KR 4350<br />

7 = T KR 4355 G5<br />

8 = T KR 4355 G7<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9<br />

100<br />

9 = T KR 4357 G6<br />

240 250 260 270 280 290 300 310<br />

(T W 80°C)<br />

320 330 340 350<br />

(T W 80°C)<br />

(T W 80°C)<br />

(T W 80°C)<br />

Massetemperatur [°C]<br />

Abb. 42: Spirallänge in Abhängigkeit von der Massetemperatur,<br />

Spiraldicke = 1,5 mm<br />

Fließverhalten<br />

Die Werkzeugfüllung ist immer vom Fließverhalten der Schmelze<br />

abhängig. Das Fließverhalten bei einer bestimmten Temperatur kann<br />

mit einem Spiralwerkzeug auf einer handelsüblichen Spritzgießmaschine<br />

beurteilt werden. In diesem Werkzeug ist der von der Schmelze<br />

zurückgelegte Weg ein Maß für das Fließverhalten.<br />

Für einige <strong>Ultramid</strong> ® Marken sind die Spirallängen in Abbildung 42<br />

aufgeführt. Der Spritzdruck betrug in diesem Fall einheitlich max. 1000<br />

bar und die Werkzeugoberflächentemperatur 60 °C bzw. 80 °C. Zur<br />

Charakterisierung des Fließverhaltens eines Thermoplasten dient bei<br />

diesem Test die erreichbare Spirallänge in Abhängigkeit von der Spiraldicke.<br />

Daraus ergibt sich das Verhältnis von Fließweg zu Wanddicke.<br />

Dünnere Spiralen ergeben kleinere Fließweg-Wanddicken-Verhältnisse.<br />

Diese Verhältniszahlen ( i ) sind für 1,0, 1,5 und 2,0 mm dicke Spiralen<br />

in Tabelle 8 aufgeführt, sie sind aber nur bedingt auf Formteile<br />

übertragbar.<br />

Nicht nur die Fließeigenschaften des Kunststoffes, sondern auch die<br />

Verarbeitungsbedingungen, die Einspritzleistung der Spritzgießmaschine<br />

und die Wanddicke des Formteils beeinflussen das erreichbare Verhältnis<br />

von Fließweg zu Wanddicke wesentlich. Eine weitere Methode<br />

zur Beurteilung des Fließverhaltens ist es, bei konstanten Temperaturen<br />

im Werkzeug und in der Schmelze denjenigen Druck ( Fülldruck ) zu<br />

suchen, bei dem ein Werkzeug gerade gefüllt wird.<br />

Außenspiegel


Steckverbinder<br />

Tabelle 8: Fließverhalten von <strong>Ultramid</strong> ® im Spritzguss: Spirallänge und<br />

Fließweg-Wanddicken-Verhältnis (i)<br />

Produkt Temperatur Fließ verhalten<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Spirallänge /Spiraldicke<br />

T M = Massetemperatur<br />

T M T W 1 mm 1,5 mm 2,0 mm<br />

[°C] [°C] [mm] [ i ] [mm] [ i ] [mm] [ i ]<br />

B3S 270 60 230 (230) 430 (285) 630 (315)<br />

A3K 300 60 250 (250) 415 (275) 615 (310)<br />

C3U 270 60 285 (285) 505 (235) 775 (390)<br />

B3EG3 290 80 260 (260) 515 (345) 650 (325)<br />

B3EG6 290 80 190 (190) 405 (270) 530 (265)<br />

B3WGM24 280 80 210 (210) 320 (215) 490 (245)<br />

B3ZG6 290 80 180 (180) 325 (215) 450 (225)<br />

B3M6 290 80 170 (170) 335 (225) 440 (220)<br />

A3EG5 300 80 280 (280) 465 (310) 620 (310)<br />

A3EG6 300 80 270 (270) 450 (300) 580 (290)<br />

A3WGM53 300 80 280 (280) 440 (295) 520 (260)<br />

A3X2G5 300 80 180 (180) 290 (195) 460 (230)<br />

A3EG10 310 80 300 (300) 500 (335) 590 (295)<br />

T KR 4350 340 80 – – 450 (300) 545 (270)<br />

T KR 4355 G5 350 80 – – 505 (335) 600 (300)<br />

T KR 4357 G6 350 80 – – 370 (245) 440 (220)<br />

T KR 4355 G7 350 80 – – 455 (300) 570 (285)<br />

T W = Werkzeugoberflächentemperatur<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

43


44<br />

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

Im Prinzip kann man so fast mit jedem Werkzeug den Fülldruck für<br />

einen Thermoplasten feststellen. Die ermittelten Fließwerte sind<br />

natürlich nur unter gleichen Verarbeitungsbedingungen sowie gleicher<br />

Werkzeug- und Maschinenausrüstung miteinander vergleichbar. Abbil-<br />

dung 43 zeigt ein rechteckiges Kästchen, an dem nach dieser Methode<br />

das Fließverhalten einiger <strong>Ultramid</strong> ® Marken ermittelt wurde. Weitere<br />

Aussagen sind Abbildung 44 zu entnehmen.<br />

Entformung<br />

Formteile aus <strong>Ultramid</strong> ® lassen sich gut entformen. Auch beim Spritzgießen<br />

mit heißen Werkzeugen neigt <strong>Ultramid</strong> ® nicht zum Kleben an<br />

der Werkzeugwand.<br />

Schwindung und Nachschwindung<br />

In ISO 294-4 sind Begriffe und Messverfahren für die Verarbeitungsschwindung<br />

festgelegt. Danach bezeichnet man als Schwindung den<br />

Unterschied zwischen den Maßen des Werkzeugs und denen des<br />

Formteils bei Raumtemperatur. Sie resultiert aus der Volumenkontraktion<br />

der Formmasse im Spritzgießwerkzeug infolge Abkühlung, Änderung<br />

des Aggregatzustandes und der Kristallisation. Sie wird gleichfalls<br />

durch die Geometrie (freie oder behinderte Schwindung) und die Wanddicke<br />

des Formteils bestimmt. Zudem spielen die Anschnittlage und<br />

-größe, die Verarbeitungsparameter (Masse- und Werkzeugtemperatur,<br />

Nachdruck und Nachdruckzeit) sowie die Lagerzeit und -temperatur<br />

eine entscheidende Rolle. Das Zusammenwirken dieser verschiedenen<br />

Faktoren macht eine exakte Vorhersage der Schwindung schwierig.<br />

Eine möglichst genaue Vorhersage der zu erwartenden Schwindung ist<br />

aber vor allem für den Werkzeugbauer wichtig, denn die Werkzeugmaße<br />

sollten so ausgelegt werden, dass Formteile mit den gewünschten<br />

späteren Maßen gefertigt werden können.<br />

Die freie und die behinderte Schwindung (längs und quer zur Fließrichtung<br />

der Schmelze gemessen) ist für einige <strong>Ultramid</strong> ® Marken in<br />

Abbildung 45 dargestellt. Diese bei gleichen Verarbeitungsparametern<br />

ermittelten Schwindungswerte zeigen, dass bei den glasfaserverstärkten<br />

Produkten größere Differenzen zwischen Längs- und Querschwindung<br />

auftreten. Die Maßforderungen können meist durch gezieltes Verändern<br />

der in den folgenden Abschnitten beschriebenen Einflussgrößen<br />

erfüllt werden, wobei zur Einhaltung enger Maßtoleranzen die Nachschwindung<br />

unbedingt zu beachten ist (siehe Kapitel „Maßänderung<br />

infolge Nachschwindung“).<br />

C<br />

A<br />

D<br />

Abb. 43: Testkästchen<br />

Fülldruck [bar]<br />

1000<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

0<br />

220<br />

B3EG6<br />

B3L<br />

B3S<br />

E<br />

B<br />

T KR 4357 G6<br />

T KR 4355 G7<br />

T KR 4355 G5<br />

A3WG10<br />

A3EG7<br />

A3EG6<br />

A3EG5<br />

A ≈ 107 mm<br />

B ≈ 47 mm<br />

C ≈ 40 mm<br />

D ≈ 60 mm<br />

E ≈ 120 mm<br />

T KR 4350<br />

A3K, A3W<br />

240 260 280 260 280 300 320 340<br />

Massetemperatur [°C]<br />

Abb. 44: Fließfähigkeit von <strong>Ultramid</strong> ® Marken beim Spritzgießen;<br />

Fülldruck in Abhängigkeit von der Massetemperatur bei der Herstellung<br />

von Testkästchen. Unverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® : T w = 60 °C;<br />

Verstärktes <strong>Ultramid</strong> ® : T w = 80 °C


B3EG3<br />

B3EG6<br />

B3WGM24<br />

A3K<br />

A3EG6<br />

A3WG10<br />

T KR 4350<br />

T KR 4355 G5<br />

T KR 4355 G7<br />

T KR 4365 G5<br />

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

behinderte Schwindung [%]<br />

T M [°C]<br />

280<br />

280<br />

280<br />

290<br />

290<br />

300<br />

330<br />

330<br />

330<br />

310<br />

T W [°C]<br />

80<br />

80<br />

80<br />

60<br />

80<br />

80<br />

80<br />

80<br />

80<br />

80<br />

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

längs<br />

freie Schwindung [%]<br />

quer zur Fließrichtung<br />

Abb. 45: Freie und behinderte Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® , Platten 110 x 110 x 2 mm mit Bandanschnitt,<br />

Nachdruck: 500 bar, Messung nach 1 h Lagerung bei 23 °C<br />

Sicherungskasten, tyco Electronics<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

45


46<br />

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

Einfluss des Nachdrucks<br />

Der Nachdruck und die Nachdruckzeit sollen die beim Erstarren und<br />

beim weiteren Abkühlen auftretende Volumenkontraktion so gut wie<br />

möglich ausgleichen. Die thermische Volumenverminderung ist bei<br />

Polyamiden besonders groß (siehe Abb. 28, pvT-Diagramm).<br />

So sind gezielte Nachdruckänderungen ein besonders wirksames Mittel<br />

für Maßkorrekturen (siehe Abb. 46 und 47). In manchen Fällen ist es<br />

zweckmäßig, den Nachdruck stufenweise zurückzunehmen, um über-<br />

mäßige Eigenspannungen zu vermeiden. Aus demselben Grund soll die<br />

Nachdruckzeit so begrenzt werden, dass gerade keine Einfallstellen<br />

mehr entstehen.<br />

Einfluss der Werkzeugtemperatur<br />

Unter Werkzeugtemperatur ist hier die Werkzeugoberflächentempe-<br />

ratur zu verstehen. Wie in Abbildung 48 und 49 ersichtlich, nimmt<br />

die Schwindung bei steigender Werkzeugtemperatur stark zu. Durch<br />

Optimierung der Werkzeugtemperatur können oftmals die Maße in den<br />

erforderlichen Toleranzbereich gebracht werden.<br />

Einfluss von Massetemperatur und Einspritzgeschwindigkeit<br />

Massetemperatur und Einspritzgeschwindigkeit beeinflussen die<br />

Schwindung nur wenig. Mit ansteigenden Massetemperaturen (Abb. 50<br />

und 51) und abnehmender Einspritzgeschwindigkeit erhöht sich die<br />

Schwindung geringfügig.<br />

Schwindung [%]<br />

1,3<br />

1,2<br />

1,1<br />

1,0<br />

T M 290°C/T W 60°C<br />

0,9<br />

0,8<br />

0,7<br />

T 290°C/T 80°C<br />

M W<br />

0,6<br />

A3K<br />

0,5 T 290°C/T 80°C<br />

M W A3X2G5<br />

0,4<br />

A3EG6<br />

0,3<br />

0,2<br />

T 290°C/T 80°C<br />

M W<br />

B3EG6<br />

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300<br />

Nachdruck p [bar] N<br />

Abb. 46: Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® A und B in Abhängigkeit vom<br />

Nachdruck; Testkästchen: Dicke = 1,5 mm<br />

Schwindung (längs) [%]<br />

0,9<br />

0,7<br />

0,5<br />

0,3<br />

0,1<br />

T KR 4350<br />

(T M = 320°C)<br />

600<br />

T KR 4350 (T M = 340°C)<br />

T KR 4357 G6 (T M = 340°C)<br />

T KR 4355 G7 (T M = 340°C)<br />

800<br />

1000 1200<br />

Nachdruck p N [bar]<br />

Abb. 47: Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® T in Abhängigkeit vom Nachdruck;<br />

Testkästchen: Dicke = 1,5 mm; TW = 80 °C


Schwindung [%]<br />

1,5<br />

1,4<br />

1,3<br />

1,2<br />

1,1<br />

1,0<br />

0,9<br />

0,8<br />

0,7<br />

0,6<br />

0,5<br />

0,4<br />

0,3<br />

Lagerung 1 h/ 23°C<br />

Temperung 20 min/160°C/Öl<br />

0,2<br />

30 40 50 60 70<br />

T M 290°C<br />

A3K<br />

T M 290°C<br />

T M 290°C<br />

T M 290°C<br />

80<br />

90<br />

A3EG6<br />

A3X2G5<br />

A3EG6<br />

B3EG6<br />

B3EG6<br />

100 110 120 130<br />

Werkzeugoberflächentemperatur T W [°C]<br />

Abb. 48: Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® A und B in Abhängigkeit<br />

von Werkzeugoberflächentemperatur und Temperung;<br />

Testkästchen: Dicke = 1,5 mm<br />

Schwindung [%]<br />

1,1<br />

1,0<br />

0,9<br />

0,8<br />

0,7<br />

0,6<br />

0,5<br />

0,4<br />

0,3<br />

A3K<br />

T W 60 °C<br />

B3M6<br />

T 80 °C W<br />

A3X2G5<br />

T 80 °C W<br />

A3EG6<br />

T W 80 °C<br />

B3EG6<br />

T W 80 °C<br />

0,2<br />

240 250 260 270 280 290 300 310 320<br />

Massetemperatur T M [°C]<br />

Abb. 50: Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® A und B in Abhängigkeit von<br />

der Massetemperatur; Testkästchen: Dicke = 1,5 mm<br />

Schwindung (längs) [%]<br />

1,3<br />

1,1<br />

0,9<br />

0,7<br />

0,5<br />

0,3<br />

0,1<br />

Lagerung 1h/23 ° C<br />

Temperung 24h/<br />

100°C /Luft<br />

T KR 4350<br />

T KR 4357 G6<br />

T KR 4355 G7<br />

60 80 100 120<br />

Werkzeugoberflächentemperatur T W [°C]<br />

Abb. 49: Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® T in Abhängigkeit von der<br />

Werkzeugoberflächentemperatur und Temperung;<br />

Testkästchen: Dicke = 1,5 mm; Nachdruck = 800 bar; T M = 340 °C<br />

Schwindung (längs) [%]<br />

0,9<br />

0,7<br />

0,5<br />

0,3<br />

0,1<br />

310<br />

T KR 4350<br />

T KR 4357 G6<br />

T KR 4355 G5<br />

330 350<br />

Massetemperatur T M [°C]<br />

Abb. 51: Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ® T in Abhängigkeit von der<br />

Massetemperatur; Testkästchen: Dicke = 1,5 mm; Nachdruck = 800 bar;<br />

T W = 80 °C<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

47


48<br />

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

Einfluss der Wanddicke<br />

Formteile mit dicken Wänden schwinden stärker als dünnwandige<br />

(siehe Abb. 52 bis 55). Bei Formteilen mit sehr unterschiedlichen<br />

Wanddicken ist es schwierig, einen genauen Schwindungswert vor-<br />

herzubestimmen, daher geht man in solchen Fällen von einer mittleren<br />

Wanddicke aus. Unterschiedliche Schwindungen infolge von Wand-<br />

dickenunterschieden sind häufig die Ursache für den Verzug von Form-<br />

teilen. Abhelfen können eine unterschiedliche Temperierung (nur bei<br />

unverstärkten Marken wirksam) oder eine Konstruktionsänderung.<br />

Einfluss von Angusslage und Angussart<br />

Die Wirkung des Nachdrucks nimmt mit der Entfernung vom Anguss<br />

ab. Angussnahe Bereiche, insbesondere bei größeren und komplizier-<br />

ten Formteilen, schwinden weniger als angussferne. Die Angusslage<br />

bestimmt die Fließrichtung der Schmelze und bei den glasfaserver-<br />

stärkten Marken zusätzlich die Orientierung der Glasfasern. Über<br />

Bandanguss gefüllte Platten zeigen aufgrund des hohen Orientierungs-<br />

grades mit zunehmendem Glasfasergehalt eine ausgeprägte Schwin-<br />

dungsanisotropie (relativ kleine Längsschwindung im Vergleich zur<br />

Querschwindung). Ein zentraler Kegelanguss beim Testkästchen fördert<br />

dagegen eine Mischorientierung. Die Schwindung am Testkästchen<br />

liegt damit zwischen den an der Platte mit Bandanguss ermittelten Ex-<br />

tremwerten für Längs- und Querschwindung (siehe Abb. 52 bis 55).<br />

<strong>Ultramid</strong> ® kann mit allen Angussarten verarbeitet werden. Da es leicht<br />

fließt, können die Punkt- bzw. Tunnelanschnitte verhältnismäßig klein<br />

gehalten werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass mit abnehmendem<br />

Angussquerschnitt die maximal wirksame Nachdruckzeit abnimmt. Dies<br />

kann zu einer Erhöhung der Schwindung führen. Für sehr dickwandige<br />

Formteile empfiehlt sich daher der Kegelanguss.<br />

Maßänderung infolge Nachschwindung<br />

Die Formteilmaße können sich im Laufe der Zeit geringfügig ändern,<br />

weil Eigenspannungen und Orientierungen abgebaut werden und eine<br />

zeit- und temperaturabhängige Nachkristallisation wirksam werden<br />

kann.<br />

Während bei Raumtemperatur die Nachschwindung verhältnismäßig<br />

gering ist, kann diese bei höheren Temperaturen zu einer eventuell<br />

bedeutsamen Maßänderung führen. Der Prozess der Nachschwindung<br />

kann durch Tempern beschleunigt werden. Hohe Werkzeugtemperaturen<br />

vermindern die Nachschwindung und können damit einen nachgeschalteten<br />

Tempervorgang ersetzen (Abb. 48 und 49).<br />

Schwindung [%]<br />

Schwindung [%]<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

A3K T<br />

A3K II<br />

A3EG6<br />

B3EG3<br />

B3EG6<br />

A3EG6 II<br />

B3EG3 II<br />

B3EG6 II<br />

0<br />

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

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

0,5<br />

1,5<br />

2,5<br />

3,5<br />

T<br />

T<br />

T<br />

Dicke [mm]<br />

T KR 4350<br />

T KR 4350 II<br />

T KR 4355 G5 T<br />

T KR 4357 G6 T<br />

T KR 4355 G7 T<br />

T KR 4355 G5 II<br />

T KR 4357 G6 II<br />

T KR 4355 G7 II<br />

4,5<br />

T<br />

Dicke [mm]<br />

Abb. 52 (oben), 53 (unten): Behinderte Schwindung von verschie -<br />

denen <strong>Ultramid</strong> ® Marken in Abhängigkeit von der Wanddicke, Platte<br />

110 x 110 mm mit Bandanguss, P N = 500 bar, T<br />

und II parallel zur Fließrichtung<br />

bedeutet senkrecht


Schwindung [%]<br />

Schwindung [%]<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

1 2 3 4 5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

B3EG6<br />

B3WGM24<br />

T KR 4350<br />

T KR 4357 G6<br />

A3K<br />

T KR 4355 G7<br />

B3EG3<br />

A3EG6<br />

Dicke [mm]<br />

1 2 3 4 5<br />

Dicke [mm]<br />

Abb. 54 (oben), 55 (unten): Behinderte Schwindung von <strong>Ultramid</strong> ®<br />

in Abhängigkeit von der Wanddicke am Testkästchen, P N = 600 bar<br />

Verzug<br />

Der Verzug am Formteil wird hauptsächlich durch unterschiedliche<br />

Schwindungen parallel und senkrecht zur Fließrichtung hervorgerufen.<br />

Daneben hängt er auch von der Gestalt der Formteile, der Wanddickenverteilung,<br />

der Angusslage und den Verarbeitungsbedingungen ab.<br />

Bei den unverstärkten Marken können durch unterschiedliche Temperierung<br />

einzelner Werkzeugpartien (Kern und Gesenk) verzugsfreie bzw.<br />

verzugsarme Formteile hergestellt werden. So kann zum Beispiel dem<br />

Verziehen von Gehäusewänden nach innen durch niedrige Kern- und<br />

hohe Gesenktemperaturen begegnet werden.<br />

Glasfaserverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® neigt infolge der höheren Schwindungsanisotropie<br />

stärker zum Verziehen als unverstärktes.<br />

Die mineralverstärkten Marken zeichnen sich durch weitgehend richtungsunabhängige<br />

Schwindung aus. Sie sind daher bevorzugte Werkstoffe<br />

für verzugsfreie Formteile.<br />

Skischuh<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

49


50<br />

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

Sonderverfahren<br />

Bestimmte <strong>Ultramid</strong> ® Typen eignen sich für die folgenden Spezialver-<br />

fahren:<br />

Spritzgießen mit Gas-Innendruck (GID)<br />

Dieses unter verschiedenen Namen bekannte Verfahren eröffnet dem<br />

Konstrukteur neue Möglichkeiten für Wanddicken- und Gewichtsreduzierung<br />

sowie Festigkeitsoptimierung. Bei den meisten Anwendungen<br />

stehen zusätzliche Freiheitsgrade beim Formteildesign und der einfachere<br />

Werkzeugaufbau im Vordergrund.<br />

Prinzipiell kann sowohl unverstärktes als auch verstärktes <strong>Ultramid</strong> ®<br />

nach diesem Verfahren verarbeitet werden. Zahlreiche Anwendungen<br />

aus den verschiedensten Bereichen ließen sich bereits realisieren.<br />

Besonderheiten gegenüber dem konventionellen Spritzgießen, z. B.<br />

Schwindung, Verzug, Angussgestaltung, Gaseinleitung, Wanddickenverteilung<br />

usw., sollten jedoch möglichst frühzeitig geklärt werden.<br />

Spritzgießen mit Wasserinjektionstechnik (WIT)<br />

Dieses Verfahren verwendet Wasser als kanalformendes Medium. Die<br />

Konstruktionsmöglichkeiten bezüglich Wanddicken- und Gewichtsreduzierung<br />

sowie der Festigkeitsoptimierung sind analog der Gas-<br />

Innendruck-Technik. Aufgrund der hohen Kühlwirkung von Wasser ist<br />

eine Zykluszeitreduzierung im Vergleich zum Gas-Innendruck-Verfahren<br />

möglich.<br />

Mit der WIT-Technik können unverstärkte wie auch verstärke <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Typen verarbeitet werden. Die Anwendungsgebiete sind Bauteile wie<br />

Griffe, Gehäuse oder medienführende Leitungen. Die Besonderheiten<br />

wie Wasserein /-ausleitung, Angussgestaltung, Wanddickenverteilung,<br />

usw. müssen berücksichtigt werden.<br />

Spanabhebende Bearbeitung<br />

Halbzeug aus <strong>Ultramid</strong> ® lässt sich auf allen üblichen Werkzeugmaschinen<br />

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

hohe Schnittgeschwindigkeit bei kleinem Vorschub; auf scharfe Werkzeuge<br />

ist zu achten.<br />

Verbindungsmethoden<br />

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

verbunden werden. Sie lassen sich gut mit speziellen, für<br />

Kunststoff geeigneten Schrauben verbinden, die ihr Gewinde selbst<br />

formen (selbstschneidende und gewindeprägende Schrauben). Nietund<br />

Schraubverbindungen von Teilen aus <strong>Ultramid</strong> ® untereinander<br />

sowie mit Teilen aus anderen Werkstoffen sind ohne weiteres möglich.<br />

Für hochbelastbare Schraubverbindungen, die häufig gelöst und<br />

wieder angezogen werden sollen, haben sich Metallgewindebuchsen<br />

(„Inserts“) bewährt. Diese werden umspritzt oder nachträglich mittels<br />

Ultraschall oder „Warmeinbetten“ in passende Löcher eingefügt.<br />

Schnapp- und Press-Sitze ergeben ebenfalls hochbelastbare Verbindungen.<br />

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

auch bei höheren Temperaturen, sind für diese Konstruktionen besonders<br />

vorteilhaft.<br />

Zum Schweißen von <strong>Ultramid</strong> ® eignen sich praktisch alle für thermoplastische<br />

Kunststoffe entwickelten Verfahren. Für Formteile werden die<br />

folgenden Schweißverfahren eingesetzt:<br />

Vibrationsschweißen (lineares, biaxiales)<br />

Rotationsreibschweißen<br />

Ultraschallschweißen<br />

Laserstrahlschweißen<br />

Heizelementschweißen (Wärmekontakt- und Strahlungsschweißen)<br />

Alle diese Verfahren haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile (siehe<br />

Tabelle 9). Sie erfordern in der Regel spezielle Nahtgeometrien und den<br />

Schweißverfahren angepasste Konstruktionen, so dass die Auswahl des<br />

Schweißverfahrens vor der endgültigen Gestaltung erfolgen sollte.<br />

Hinweise für die Gestaltung und die Wahl der Schweißparameter sind<br />

in den entsprechenden DVS-Richtlinien (DVS: Deutscher Verband für<br />

Schweißtechnik, Düsseldorf) zu finden.<br />

Für Folien werden das Wärmeimpulsschweißen und – bei geeigneter<br />

Materialeinstellung – das Hochfrequenzschweißen bevorzugt eingesetzt;<br />

geeignet sind aber auch das Laserstrahl-, das Heizelement- und<br />

das Ultraschallverfahren.


Tabelle 9: Vor- und Nachteile der Schweißverfahren<br />

Verfahren Vorteile Nachteile Anwendungen<br />

Vibration relativ kurze Zykluszeiten;<br />

hohe Festigkeit<br />

Rotation relativ kurze Zykluszeiten;<br />

hohe Festigkeit<br />

Ultraschall kurze Zykluszeit;<br />

Integrierbarkeit in Fertigungslinien<br />

Laser austriebsfreie, saubere Schweißnaht; belastungsfreie<br />

Schweißung; Gestaltungsfreiheit<br />

Heizelement<br />

Wärmekontakt<br />

Heizelement<br />

Strahlung<br />

hohe Festigkeit;<br />

glatter, zusammenhängender Austrieb<br />

hohe Festigkeit;<br />

glatter, zusammenhängender Austrieb<br />

Zum Kleben von <strong>Ultramid</strong> ® eignen sich besondere Klebelösemittel<br />

oder Klebelacke, beispielsweise auf der Grundlage von Phenol- oder<br />

Resorcinlösungen, konzentrierter Ameisensäure, Festkleber mit oder<br />

ohne chemische Vernetzung (Reaktions- oder Zweikomponentenkleber),<br />

Polymerisationskleber sowie Haft- und Kontaktkleber.<br />

Teile aus <strong>Ultramid</strong> ® können ggf. nach einer Oberflächenbehandlung<br />

auch mit Gummi oder anderen Elastomeren fest verbunden werden.<br />

Bedrucken, Prägen, laserbeschriften, lackieren,<br />

Metallisieren<br />

Bedrucken<br />

<strong>Ultramid</strong> ® lässt sich ohne Vorbehandlung nach den vom Papierdruck<br />

her bekannten Verfahren bedrucken. Spritzgussteile sollten weitgehend<br />

frei von Eigenspannungen und möglichst ohne Formtrennmittel,<br />

insbesondere silikonhaltige, gefertigt werden. Für das Bedrucken von<br />

<strong>Ultramid</strong> ® stehen bewährte Spezialdruckfarben zur Verfügung.<br />

Heißprägen<br />

Das Heißprägen mit geeigneten Prägefolien ist bei <strong>Ultramid</strong> ® problemlos.<br />

Laserbeschriften<br />

Die Beschriftung von <strong>Ultramid</strong> ® mit Hilfe von Lasern bietet eine<br />

Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Verfahren, etwa dann,<br />

wenn hohe Anforderungen hinsichtlich Beständigkeit, Flexibilität und<br />

Geschwindigkeit gestellt werden.<br />

hohe Schweißkräfte; Belastung durch Vibration;<br />

körniger Schweißaustrieb; breite Naht<br />

Die nachstehenden Angaben dienen lediglich einer ersten Orientierung.<br />

Für eine weitergehende Beratung, etwa im Hinblick auf die Auswahl<br />

gut laserbeschriftbarer <strong>Ultramid</strong> ® Einfärbungen, steht der Ultraplaste-<br />

Infopoint gerne zur Verfügung.<br />

Nd:YAG-Laser (Wellenlänge 1064 nm)<br />

Ungefärbte <strong>Ultramid</strong> ® Standardmarken sind mit Nd:YAG-Lasern aufgrund<br />

sehr geringer Energieabsorption praktisch nicht zu beschriften.<br />

Dies gilt auch für glasfaser- und mineralverstärkte Marken. Durch<br />

Zusatz spezieller Additive lassen sich <strong>Ultramid</strong> ® Typen mit verbesserter<br />

Beschriftbarkeit erzielen. Mit bestimmten Schwarzeinfärbungen erhält<br />

man eine kontrastreiche Schrift.<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A3X-Marken lassen sich ungefärbt mit gutem Kontrast<br />

beschriften, relativ schlecht dagegen in üblichen Schwarzeinfärbungen.<br />

Speziell für die Beschriftung mit dem Nd:YAG-Laser wurde das<br />

<strong>Ultramid</strong> ® LS-Sortiment entwickelt. Das LS-Sortiment umfasst unver-<br />

stärkte, verstärkte und flammgeschützte Marken. Eine Übersicht<br />

sendet der Ultraplaste-Infopoint bei Bedarf gerne zu.<br />

Nd:YAG-Laser (Wellenlänge 532 nm)<br />

Bei ungefärbten und hell eingefärbten <strong>Ultramid</strong> ® Typen lassen sich mit<br />

dem frequenzverdoppelten Nd:YAG-Laser im allgemeinen eine höhere<br />

Konturenschärfe und ein stärkerer Kontrast erzielen als mit dem<br />

Nd:YAG-Laser (1064 nm). Bei Schwarzeinfärbungen wird dagegen kein<br />

Vorteil erzielt.<br />

Saugrohre, Behälter,<br />

Luftführungen<br />

rotationssymetrische Naht erforderlich Behälter, Stutzen, Deckel,<br />

Stabwerke, Filtergehäuse<br />

hohe mechanische Belastung durch Schwingungen,<br />

Schäden durch Mitschwingen möglich<br />

Gehäuse, Geräte,<br />

Lagerkäfige, Filter<br />

möglicherweise Materialanpassung erforderlich Gehäuse, Deckel, Filter,<br />

medizinische Geräte<br />

lange Zykluszeit; Kleben der Schmelze am Behälter<br />

Heizelement; Prozess mit Reinigung des<br />

Heizelements möglich<br />

lange Zykluszeit; nur geringer Verzug zulässig oder Gehäuse<br />

Kompensation durch Werkzeug erforderlich<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

51


52<br />

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

Excimer-Laser (Wellenlänge 175 - 483 nm)<br />

Excimer-Laser erzielen auf <strong>Ultramid</strong> ® eine höhere Konturenschärfe und<br />

bessere Oberfläche als Nd:YAG-Laser. Gute Resultate werden insbe-<br />

sondere bei hellen Einfärbungen erzielt.<br />

CO2-Laser (Wellenlänge 10640 nm)<br />

Ungefärbtes und eingefärbtes <strong>Ultramid</strong> ® lässt sich mit dem CO 2-Laser<br />

praktisch nicht beschriften. Es erfolgt höchstens eine nur schlecht<br />

wahrnehmbare Gravur der Oberfläche ohne Farbumschlag.<br />

Lackieren<br />

Aufgrund der hervorragenden Beständigkeit gegen die meisten<br />

Lösungsmittel kann <strong>Ultramid</strong> ® mit verschiedenen Lacken bei guter<br />

Haftung und ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften<br />

ein- oder mehrschichtig lackiert werden. Geeignet sind Ein- und Zweikomponentenlacke,<br />

deren Bindemittel auf den zu lackierenden Werkstoff<br />

abgestimmt werden.<br />

Metallisieren<br />

Teile aus <strong>Ultramid</strong> ® lassen sich nach entsprechender Vorbehandlung<br />

galvanisch oder im Hochvakuum metallisieren. Bei unverstärkten und<br />

verstärkten Marken ist eine einwandfreie Oberflächengüte erreichbar.<br />

Metallisierte Teile aus <strong>Ultramid</strong> ® werden zunehmend im Sanitär-, Elektronik-<br />

und Kfz-Bereich verwendet.<br />

Konditionieren<br />

Ihre optimale Schlagzähigkeit und konstante Abmessungen erreichen<br />

Teile aus <strong>Ultramid</strong> ® , vor allem wenn sie aus Standard-Spritzgussmarken<br />

bestehen, erst nach Feuchtigkeitsaufnahme. Konditionieren,<br />

d. h. Lagern in warmem Wasser oder in feuchtwarmer Luft, dient zur<br />

raschen Anreicherung mit 1,5 % bis 3 % Feuchtigkeit, dem Gleichgewichtsgehalt<br />

an normalfeuchter Luft (vgl. Abb. 21 und Einzelwerte in<br />

der Sortimentsübersicht <strong>Ultramid</strong> ® ).<br />

Praktische Konditionierverfahren<br />

Das Lagern in 40 °C bis 90 °C warmem Wasser ist einfach durchzuführen,<br />

kann aber zu Wasserflecken, Belag und besonders bei dünnen<br />

Teilen mit Eigenspannungen zum Verzug führen. Bei den verstärkten<br />

Marken kann außerdem die Oberflächengüte beeinträchtigt werden.<br />

Für die A3X2G…-Marken ist das Konditionieren im Wasserbad höherer<br />

Temperatur zudem nicht empfehlenswert.<br />

Daher wird die Feuchtklima konditionierung (z. B. bei 40 °C und 90 %<br />

relativer Feuchte oder im Klima 70 / 62 zum Schnellkonditionieren von<br />

Probekörpern nach ISO-1110) als schonendes Verfahren im<br />

Allgemeinen vorgezogen. Für Teile aus <strong>Ultramid</strong> ® A3X sollte auch hier<br />

die Temperatur ca. 40 °C nicht überschreiten.<br />

Man kann Teile zum Konditionieren auch einfach in PE-Säcken warm<br />

lagern, die, bezogen auf das Gewicht der Teile, 5 % bis 10 % Wasser<br />

enthalten.<br />

Lagerungsdauer beim Konditionieren<br />

Die zum Konditionieren auf den normalen Feuchtigkeitsgehalt<br />

(NK 23 / 50) erforderliche Lagerungsdauer steigt mit der Schichtdicke<br />

der Teile stark an (quadratische Abhängigkeit), wogegen sie mit steigender<br />

Temperatur deutlich abnimmt. Tabelle 10 enthält die für flächige<br />

Teile (Platten) aus <strong>Ultramid</strong> ® A und B notwendige Lagerungsdauer in<br />

Abhängigkeit von der Wanddicke und der Konditionierbedingung, sei es<br />

im Feuchtklima oder im Wasserbad. Das Konditionieren im Feuchtklima,<br />

z. B. bei 40 °C / 90 %, ist generell als thermisch schonendes Konditionierklima<br />

empfehlenswert.<br />

Die technische Information „Konditionieren von Fertigteilen aus<br />

<strong>Ultramid</strong> ® “ gibt weitere Hinweise.<br />

tempern<br />

Durch Tempern, z. B. durch eine halb- bis eintägige Wärmenach-<br />

behandlung (am besten in einer Temperflüssigkeit bei 140 °C bis<br />

170 °C), können Eigenspannungen, wie sie bei dickwandigen Teilen aus<br />

Marken mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. <strong>Ultramid</strong> ® A3EG7) oder bei<br />

extrudierten Halbzeugen auftreten, weitgehend beseitigt werden. Das<br />

Tempern führt auch zur Nachkristallisation nicht völlig auskristallisier-<br />

ter (mit kaltem Werkzeug gefertigter) Spritzgussteile, wobei einerseits<br />

Dichte, Abriebfestigkeit, Steifigkeit und Härte ansteigen und anderer-<br />

seits eine geringe Nachschwindung, mitunter auch ein geringer Verzug<br />

der Teile, eintritt.<br />

Als Temperflüssigkeiten kommen wärmebeständige Mineral-, Paraffin-<br />

und Silikonöle in Betracht. Die getemperten Teile müssen langsam<br />

abgekühlt werden.


Tabelle 10: Konditionierdauer in Stunden zur Einstellung des Gleichgewichtswassergehalts an normalfeuchter Luft (23 °C / 50 %) 1<br />

beim Lagern von flächigen Teilen (Platten) aus <strong>Ultramid</strong> ® im Heißwasserbad oder im Feuchtklima<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Gleichgewichtswasser - Konditionierbedingung Wanddicke [mm]<br />

gehalt im NK 23 / 50 [%] 1<br />

1 2 4 6 8 10<br />

B-Marken<br />

unverstärkt<br />

glasfaserverstärkt<br />

mineralverstärkt<br />

A-Marken<br />

unverstärkt<br />

glasfaserverstärkt<br />

mineralverstärkt<br />

3,0<br />

1,5…2,6<br />

2,0…2,4<br />

2,8<br />

1,2…2,2<br />

1,4…1,5<br />

Lufteinlasskanal<br />

Wasserbad 40 °C<br />

60 °C<br />

80 °C<br />

Klima 40 °C / 90 %<br />

70 °C / 62 % 2<br />

Wasserbad 40 °C<br />

60 °C<br />

80 °C<br />

Klima 40 °C / 90 %<br />

70 °C / 62 % 2<br />

3,5<br />

1<br />

0,5<br />

15<br />

10<br />

6<br />

1,5<br />

0,5<br />

24<br />

15<br />

1 Werte des Gleichgewichtswassergehalts der verschiedenen <strong>Ultramid</strong> ® Marken im NK 23 / 50 siehe die <strong>Ultramid</strong> ® Sortimentsübersicht<br />

2 Nach ISO -1110 zum Konditionieren von Normprobekörpern auf den Normalfeuchtigkeitsgehalt im NK 23 / 50<br />

14<br />

4<br />

1<br />

60<br />

48<br />

31<br />

6<br />

2<br />

96<br />

60<br />

60<br />

16<br />

4<br />

260<br />

120<br />

110<br />

24<br />

8<br />

430<br />

240<br />

120<br />

36<br />

10<br />

600<br />

240<br />

240<br />

60<br />

20<br />

960<br />

550<br />

240<br />

72<br />

18<br />

380<br />

110<br />

24<br />

1100 1700<br />

480<br />

120<br />

36<br />

Lüfterrad<br />

670<br />

190<br />

60<br />

1700 2900<br />

DIE VErArBEITUnG Von ULTrAMID ®<br />

53


54<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Sicherheitshinweise<br />

Sicherheitsvorkehrungen bei der Verarbeitung<br />

Bei der Verarbeitung im üblichen Temperaturbereich (<strong>Ultramid</strong> ® A, B und<br />

C: bis 310 °C, <strong>Ultramid</strong> ® T bis 330 °C) sind Schmelzen aus <strong>Ultramid</strong> ®<br />

thermisch stabil und zeigen kaum molekularen Abbau oder Entwicklung<br />

von Gasen und Dämpfen. Wie alle thermoplastischen Polymere zersetzt<br />

sich auch <strong>Ultramid</strong> ® bei übermäßiger thermischer Beanspruchung,<br />

z. B. bei Überhitzung oder beim Reinigen durch Abbrennen. Dabei<br />

bilden sich gasförmige Zersetzungsprodukte. Oberhalb der üblichen<br />

Temperaturbereiche beschleunigt sich die Zersetzung, wobei zunächst<br />

hauptsächlich Kohlenmonoxid, Ammoniak und bei <strong>Ultramid</strong> ® B auch<br />

Caprolactam gebildet werden. Oberhalb 310° ( <strong>Ultramid</strong> ® A, B und<br />

C) bzw. 350° ( <strong>Ultramid</strong> ® T ) beschleunigt sich die Zersetzung, wobei<br />

zunächst auch geringe Mengen von stechend riechenden Dämpfen,<br />

von Aldehyden, Aminen und anderen stickstoffhaltigen Abbauprodukten<br />

entstehen.<br />

Bei sachgemäßer Verarbeitung von <strong>Ultramid</strong> ® treten im Bereich der<br />

Verarbeitungsmaschinen keine schädlichen Dämpfe auf.<br />

Bei unsachgemäßer Verarbeitung, z. B. hoher Temperaturbelastung<br />

und /oder langer Verweilzeit der Schmelze in der Verarbeitungsmaschine,<br />

können sich gesundheitsschädliche, stechend riechende Dämpfe<br />

abspalten. In einem solchen Störungsfall, der sich auch durch bräunliche<br />

Verbrennungsschlieren auf den Formteilen bemerkbar machen<br />

kann, ist der Zylinder der Verarbeitungsmaschine durch Ausspritzen ins<br />

Freie bei gleichzeitiger Herabsetzung der Zylindertemperaturen freizuspülen.<br />

Eine rasche Kühlung des geschädigten Materials, z. B. in einem<br />

Wasserbad, vermindert die Geruchsbelästigung.<br />

Für eine Be- und Entlüftung des Arbeitsplatzes – am besten durch eine<br />

Abzugshaube über der Zylindereinheit – ist generell Sorge zu tragen.<br />

Saugrohr<br />

Lebensmittelrechtliche Bestimmungen für <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Die mit FC gekennzeichneten Marken des <strong>Ultramid</strong> ® Sortiments entsprechen<br />

in ihrer Zusammensetzung der derzeit gültigen Gesetzgebung<br />

für Kunststoffe im Lebensmittelkontakt in <strong>Europa</strong> und USA. Die im<br />

Handelsnamen mit W, H, U und X bezeichneten Marken (2. Buchstabe<br />

in der Nomenklatur) sind in keinem Fall für den Lebensmittelkontakt<br />

geeignet. Falls Sie detaillierte Auskunft über den lebensmittelrechtlichen<br />

Status einer konkreten <strong>Ultramid</strong> ® Type benötigen, wenden Sie<br />

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 der Produkte und Leistungen<br />

im Hinblick auf Qualität, Umwelt, Sicherheit und Gesundheit ist ein<br />

vorrangiges Ziel. Die Geschäftseinheit Engineering <strong>Plastics</strong> Europe der<br />

<strong>BASF</strong> SE wendet ein Qualitäts- und Umweltmanagementsystem an, das<br />

von der Deutschen Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen<br />

(DQS) zertifiziert ist:<br />

Qualitätsmanagementsystem gemäß ISO 9001 und ISO/TS 16949<br />

Umweltmanagementsystem gemäß ISO 14001.<br />

Die Zertifizierung umfasst alle Leistungen, die die Geschäftseinheit in<br />

Verbindung mit Entwicklung, Herstellung, Vermarktung und Vertrieb der<br />

technischen Kunststoffe erbringt. Regelmäßige interne Audits sowie<br />

Schulungsmaßnahmen für die Mitarbeiter stellen die Funktionsfähigkeit<br />

und konstante Weiterentwicklung der Managementsysteme sicher.


Qualitätssicherung<br />

Eingangskontrolle beim Verarbeiter<br />

In den meisten Ländern obliegt dem Verarbeiter nach den gesetzlichen<br />

Bestimmungen eine Eingangskontrolle. Eine solche Prüfung ist<br />

auch deshalb geboten, weil nur so eine verlässliche Kenntnis über die<br />

Warenbeschaffenheit zum Zeitpunkt des Eingangs beim Verarbeiter zu<br />

erhalten ist.<br />

Für eine Eingangskontrolle von <strong>Ultramid</strong> ® kommen neben der Sichtprüfung<br />

(Inaugenscheinnahme), je nach Produkt und Anforderungen, in<br />

erster Linie die in Tabelle 11 zusammengestellten genormten Prüfverfahren<br />

in Betracht. Zahlreiche weitere für <strong>Ultramid</strong> ® geeignete Prüfverfahren<br />

sind in der Norm „Kunststoffe – Polyamid (<strong>PA</strong>)-Formmassen für<br />

das Spritzgießen und die Extrusion – Teil 2: Herstellung von Probekörpern<br />

und Bestimmung von Eigenschaften“, ISO 1874-2, aufgeführt.<br />

Die Richtwerte nach diesen Prüfverfahren für die verschiedenen<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Marken sind in der Sortimentsübersicht <strong>Ultramid</strong> ® enthalten.<br />

Tabelle 11: Prüfverfahren für die Eingangskontrolle von <strong>Ultramid</strong> ®<br />

Prüfmethode 1<br />

Richtwerte in Sortimentsübersicht<br />

<strong>Ultramid</strong> ®<br />

Prüfnormen<br />

Qualitätssicherung im Verarbeitungsbetrieb<br />

Eine Qualitätssicherung ist Bestandteil jeder modernen Spritzgussfertigung,<br />

denn die Qualität von <strong>Ultramid</strong> ® Formteilen wird neben den<br />

Produkteinflüssen in erster Linie von den Verarbeitungsparametern<br />

bestimmt. Voraussetzung für spritzgegossene Formteile konstanter<br />

Qualität sind konstante Verarbeitungsbedingungen. Die wichtigsten<br />

Prozessgrößen hierbei sind:<br />

Massetemperatur<br />

Formfüllgeschwindigkeit<br />

Nachdruck (Nachdruckgröße und -zeit)<br />

Werkzeugoberflächentemperatur<br />

Moderne Spritzgießmaschinen sind mit einer Prozessregelung ausgerüstet,<br />

wodurch die genannten Größen in einem engen Toleranzbereich<br />

konstant gehalten werden können. Engere Prozesstoleranzen bei der<br />

Verarbeitung führen im allgemeinen zu Spritzgussteilen von gleichmäßigerer<br />

Qualität. Die Qualitätssicherung kann durch eine Dokumentation<br />

der Istwerte erleichtert werden.<br />

Bemerkungen<br />

Identifizierung DIN 53746 Einfache Methoden zur Identifizierung mittels Schmelztemperatur,<br />

Dichte und Löslichkeit<br />

Schmelztemperatur • ISO 11357 <strong>Plastics</strong> – Differential scanning calorimetry (DSC)<br />

Dichte • ISO 1183 Auftriebsverfahren<br />

Glührückstand •2 ISO 3451-4 Zur Prüfung des Gehalts an Verstärkungsstoffen<br />

Viskositätszahl VZ • ISO 307 Lösemittel H2SO4 96 %, Korrektur der Einwaage bei verstärkten und<br />

modifizierten Produkten erforderlich<br />

Volumenfließrate MVR • ISO 1133 Bevorzugte Prüfbedingung: 275 °C/5 kg (bei <strong>Ultramid</strong> ® T 325 °C/5 kg);<br />

Trocknung auf Feuchtegehalte < 0,05 % erforderlich<br />

Feuchtigkeitsgehalt • 3 ISO 15512 Coulometrische Karl-Fischer-Titration<br />

1 Alle aufgeführten Prüfungen sind am Granulat und an Fertigteilen durchführbar.<br />

2 Die Sortimentsübersicht enthält die Nominalwerte für die Gehalte von Verstärkungsstoffen.<br />

3 <strong>Ultramid</strong> ® wird verarbeitungsfertig getrocknet geliefert mit Feuchtigkeitsgehalten von max. 0,15 % (Spritzguss) bzw. 0,1 % (Extrusion).<br />

ALLGEMEInE HInWEISE<br />

55


56<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Wichtige Qualitätskriterien für <strong>Ultramid</strong> ® Formteile sind:<br />

Maßhaltigkeit (Verzugsfreiheit)<br />

Oberflächenbeschaffenheit<br />

Eine einfache Fertigteilprüfung ist die Gewichtsbestimmung, denn ein<br />

nicht konstanter Prozess drückt sich in aller Regel in Gewichtsschwan-<br />

kungen aus. Die Oberflächenbeschaffenheit wird durch Sichtprüfung<br />

kontrolliert.<br />

Typische Oberflächenfehler sind zum Beispiel Verfärbungen, Fließlinien,<br />

Schlieren, Markierungen, Rillen, Einfallstellen, Glasfasereffekte und<br />

Ausschwemmungen.<br />

Das lichtmikroskopische Bild des Gefüges von Dünnschnitten aus<br />

Spritzgussteilen ist vor allem bei den unverstärkten Marken ein wichtiges<br />

Qualitätskriterium. Damit können gestörte kristalline Strukturen<br />

und andere Unregelmäßigkeiten im Inneren der Teile sichtbar gemacht<br />

werden. Auf diese Weise kann die Qualität von <strong>Ultramid</strong> ® Formteilen<br />

beurteilt werden und mögliche Fehlerursachen lassen sich so gegebenenfalls<br />

aufdecken (vgl. Abb. 56).<br />

Eine Gefügeprüfung ist bei der Festlegung der optimalen Verarbeitungsbedingungen<br />

zweckmäßig. Sie kann auch ein Element der laufenden<br />

Qualitätssicherung sein.<br />

Bei der Fertigung von hochwertigen technischen Teilen aus <strong>Ultramid</strong> ®<br />

ist eine planmäßige Qualitätskontrolle während der laufenden Fertigung<br />

unerlässlich. Sie kann durch Stichproben, erforderlichenfalls auch an<br />

sämtlichen Teilen, erfolgen. Rechnerunterstützte Messeinrichtungen<br />

reduzieren den Arbeitsaufwand für die Messungen und erleichtern die<br />

Dokumentation der durchgeführten Prüfungen.<br />

lieferform und lagerung<br />

<strong>Ultramid</strong> ® wird als zylinder- oder linsenförmiges Granulat geliefert. Die<br />

Schüttdichte beträgt ca. 0,7g /cm³. Die Produkte sind verarbeitungsfertig<br />

getrocknet und feuchtigkeitsdicht verpackt. Standardverpackungen<br />

sind der 25 kg-Spezialsack und der 1000 kg-Schüttgutbehälter (achteckiger<br />

IBC = Intermediate Bulk Container aus Wellpappe mit Einstellsack).<br />

Nach Vereinbarung sind weitere Packmittel und der Versand in<br />

Straßen- oder Bahnsilowagen möglich. Sämtliche Gebinde sind dicht<br />

verschlossen und sollten nur unmittelbar vor dem Verarbeiten geöffnet<br />

werden. Damit das einwandfrei trocken gelieferte Material keine<br />

Luftfeuchtigkeit aufnehmen kann, müssen die Gebinde in trockenen<br />

Räumen gelagert und nach der Entnahme von Teilmengen stets wieder<br />

sorgfältig verschlossen werden.<br />

In unbeschädigter Sackverpackung ist <strong>Ultramid</strong> ® unbegrenzt lagerfähig.<br />

Im IBC geliefertes Produkt kann erfahrungsgemäß ca. drei Monate<br />

gelagert werden, ohne dass durch Feuchtigkeitsaufnahme die Verarbeitungseigenschaften<br />

beeinträchtigt werden. In kalten Räumen gelagerte<br />

Gebinde sind vor dem Öffnen zu temperieren, damit sich auf dem Granulat<br />

kein Schwitzwasser niederschlägt.<br />

Kristallstrukturveränderungen<br />

durch den Formungsund<br />

Erstarrungsprozess<br />

Einfluss der Formgebung<br />

auf die Festigkeit<br />

Werkstoff-Fehler<br />

Äußere Einflüsse auf<br />

das Fertigteil durch<br />

Überbeanspruchung<br />

Fehlernachweis bei<br />

der Komplettierung<br />

und Nachbearbeitung<br />

Abb. 56: Beurteilungskriterien aus der lichtmikroskopischen<br />

Untersuchung von <strong>Ultramid</strong> ® Fertigteilen


Einfärbungen<br />

<strong>Ultramid</strong> ® wird ungefärbt und gefärbt geliefert. Ungefärbtes <strong>Ultramid</strong> ®<br />

hat eine weiß-opake Eigenfarbe. Gedeckt eingefärbt stehen einzelne<br />

Marken in mehreren Sortimentsfarben und -tönungen zur Verfügung.<br />

Ausnahmen: Die H- und W-stabilisierten <strong>Ultramid</strong> ® Marken sind nur<br />

ungefärbt und schwarz lieferbar, weil ihre Eigenfarbe Bunteinfärbungen<br />

mit definiertem Farbort nicht zulässt. Dies gilt auch für die <strong>Ultramid</strong> ®<br />

A3X2G…-Marken mit Brandschutzausrüstung und <strong>Ultramid</strong> ® T (vgl.<br />

Sortimentsübersicht: Einfärbung).<br />

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

Stoßfängerabstützung<br />

Lagerung und Transport<br />

Unter normalen Bedingungen ist <strong>Ultramid</strong> ® unbegrenzt lagerfähig.<br />

Selbst bei erhöhter Temperatur, z. B. an Luft von 40 °C, auch unter<br />

Einwirkung von Sonnenlicht und Witterungseinflüssen, treten keine Zersetzungsreaktionen<br />

auf (vgl. „Lieferform und Lagerung“ und „Verhalten<br />

bei Bewitterung“).<br />

<strong>Ultramid</strong> ® ist kein gefährlicher Arbeitsstoff im Sinne der Gefahrstoffverordnung<br />

vom 01.01.2005 und damit auch kein gefährliches Transportgut<br />

(vgl. Sicherheitsdatenblatt <strong>Ultramid</strong> ® ).<br />

<strong>Ultramid</strong> ® ist in die Wassergefährdungsklasse WGK 0 eingestuft, das<br />

heißt, <strong>Ultramid</strong> ® gefährdet das Grundwasser nicht.<br />

Entsorgung<br />

Unter Beachtung der behördlichen Vorschriften kann <strong>Ultramid</strong> ® zusammen<br />

mit Hausmüll abgelagert oder verbrannt werden. Der Heizwert von<br />

unverstärkten Marken beträgt 29000 bis 32000 kJ / kg (Hu nach DIN<br />

51900).<br />

ALLGEMEInE HInWEISE<br />

57


58<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Das Brennverhalten von <strong>Ultramid</strong> ® ist im entsprechenden Abschnitt<br />

eingehend beschrieben.<br />

Bei der vollständigen Verbrennung von <strong>Ultramid</strong> ® entstehen Kohlen-<br />

dioxid, Wasser und Stickoxide. Bei der unvollständigen Verbrennung<br />

bildet sich zusätzlich Kohlenmonoxid und Cyanwasserstoff. Daneben<br />

enthalten die Brandgase Spuren unverbrannter Primärzersetzungs-<br />

produkte, z. B. Kohlenwasserstoffe, stickstoffhaltige Verbindungen und<br />

deren Oxidationsprodukte.<br />

Die Toxizität der Brandgase wird in erster Linie durch den Gehalt an<br />

Kohlenmonoxid bestimmt. Nach toxikologischen Untersuchungen sind<br />

die im Temperaturbereich bis 400 °C entstehenden Zersetzungspro-<br />

dukte weniger giftig als die von Holz. Bei höheren Temperaturen ist die<br />

Toxizität vergleichbar.<br />

Verwertung<br />

Sortenreine <strong>Ultramid</strong> ® Abfälle, z. B. Mahlgut von Spritzgussteilen und<br />

dergleichen, können wie Produktionsabfälle (vgl. „Wiederverarbeitung,<br />

Verwertung von Abfällen“) – je nach Marke und Anforderungen – in<br />

bestimmtem Umfang wieder dem Verarbeitungsprozess zugeführt<br />

werden. Um fehlerfreie mahlguthaltige Spritzgussteile zu fertigen, muss<br />

das Mahlgut rein und trocken sein (meist ist eine Trocknung erforderlich,<br />

vgl. „Allgemeine Hinweise zur Verarbeitung: Vorbehandlung,<br />

Trocknung“), außerdem darf bei der vorangegangenen Verarbeitung<br />

keine thermische Schädigung aufgetreten sein. Der maximal zulässige<br />

Mahlgutanteil sollte in Versuchen ermittelt werden. Er hängt von der<br />

<strong>Ultramid</strong> ® Marke, der Art des Spritzteils und den Bauteilanforderungen<br />

ab. Die Eigenschaften der Teile, z. B. die Schlagzähigkeit und die<br />

mechanische Festigkeit, aber auch das Verarbeitungsverhalten wie das<br />

Fließvermögen, die Schwindung und die Oberflächenqualität, können<br />

bei bestimmten Marken schon durch einen geringen Mahlgutanteil<br />

wesentlich beeinflusst werden.<br />

Serviceleistungen<br />

Unsere Kunden sind ständig auf der Suche nach Optimierungsmöglichkeiten<br />

für ihre Prozesse. Da bis zu 80 % der Produktionskosten eines<br />

Kunststoffteils auf das Material und die Verarbeitungsmaschinen entfallen,<br />

liegt hier ein wichtiger Schlüssel zum Erfolg. Die <strong>BASF</strong> hilft dabei,<br />

die Prozessparameter und den Materialeinsatz zu optimieren und damit<br />

die Herstellkosten so gering wie möglich zu erhalten.<br />

Wesentliche Schwerpunkte des Leistungsumfanges stellen die Bauteilprüfung<br />

und Optimierung sowie die Schadensanalyse dar. Unsere<br />

langjährige Erfahrung in Verbindung mit modernsten Prüfverfahren<br />

gewährleistet einen bedeutenden Beitrag zur raschen Lösung individueller<br />

Fragen.<br />

Nähere Informationen erhalten Sie gerne bei unserem Ultraplaste-<br />

Infopoint.<br />

Schaltungsträger<br />

von Kromberg & Schubert


Produktübersicht<br />

Spritzgussmarken, unverstärkt<br />

Charakteristische Merkmale <strong>Ultramid</strong> ® B <strong>Ultramid</strong> ® A <strong>Ultramid</strong> ® C<br />

Copolyamide<br />

Leichtfließend, sehr rasch verarbeitbar, hohe Schlagzähigkeit<br />

(im normalfeuchten Zustand)<br />

B3S<br />

leichtfließend bis mittelviskos, rasch verarbeitbar,<br />

hohe Schlagzähigkeit schon im trockenen Zustand<br />

schlagzähmodifiziert, dadurch sehr hohe Schlagzähigkeit<br />

auch trocken und in der Kälte, rasch verarbeitbar<br />

A3K<br />

A4K<br />

B3L A3Z<br />

mit hoher Wärmealterungsbeständigkeit A3W<br />

A4H<br />

mit Brandschutzausrüstung (UL 94 V-0) C3U<br />

Trockenlaufwerkstoff mit verbessertem<br />

A3R<br />

Gleitreibe- und Verschleißverhalten<br />

Spritzgussmarken, verstärkt<br />

Charakteristische Merkmale<br />

glasfaserverstärkt (10 % bis 50 %)<br />

Marken mit hoher Schlagzähigkeit, hoher Wärmealterungsbeständigkeit<br />

und günstigen elektrischen Eigenschaften<br />

zähmodifiziert, dadurch erhöhte Kerbschlagzähigkeit<br />

und Bruchfestigkeit<br />

mit sehr hoher Wärmealterungsbeständigkeit auch in heißen<br />

Schmierstoffen und günstigen elektrischen Eigenschaften<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B <strong>Ultramid</strong> ® A <strong>Ultramid</strong> ® T <strong>Ultramid</strong> ® C<br />

Copolyamide<br />

B35EG3,<br />

B3EG3…6<br />

B3G8<br />

A3EG5…10<br />

B3ZG3<br />

B3ZG6<br />

B3ZG8<br />

A3HG5…10<br />

T KR 4357 G6<br />

mit sehr hoher Wärmealterungsbeständigkeit B3WG3…10 A3WG3…10<br />

mit sehr hoher Hydrolysebeständigkeit A3HG6HR /<br />

A3WG6…7 HRX<br />

mit sehr hoher Wärmeform- und Wärmealterungsbeständigkeit T KR 4355 G5<br />

T KR 4355 G7<br />

mit Brandschutzausrüstung<br />

mineralverstärkt (15 % bis 40 %)<br />

B3UG4 A3X2G5…10<br />

A3UG5<br />

T KR 4365 G5 C3UG4<br />

Marken mit hoher Steifigkeit und Festigkeit; verzugsarm B3WM602<br />

Marken mit mittlerer Steifigkeit, hoher Schlagzähigkeit;<br />

verzugsarm<br />

B3M6<br />

mit Brandschutzausrüstung B3UM4<br />

mit Glasfasern und Mineral- oder Glaskugel-Verstärkung<br />

Marken mit mittlerer Steifigkeit und Festigkeit; verzugsarm B3WGM24<br />

BG40GM45HS<br />

B3GK24<br />

A3WGM53<br />

ALLGEMEInE HInWEISE<br />

59


60<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Nomenklatur<br />

Die meisten Handelsmarken <strong>Ultramid</strong> ® sind mit Buchstaben und<br />

Zahlen gekennzeichnet, die Hinweise auf den chemischen Aufbau,<br />

die Schmelzviskosität, die Stabilisierung, den Glas fasergehalt und<br />

das verarbeitungstechnische Verhalten geben.<br />

2. und 3. Zahl<br />

2. oder<br />

2. und 3. Buchstabe<br />

2. oder<br />

1. Zahl<br />

1. Buchstabe<br />

B 3 E G 1 0<br />

1. Buchstabe<br />

<strong>PA</strong>-Klasseneinteilung<br />

B = <strong>PA</strong> 6<br />

A = <strong>PA</strong> 66<br />

C = Copolyamid 66 /6<br />

D = Sonderpolymer<br />

S = <strong>PA</strong> 610<br />

T = Copolyamid 6 /6T<br />

1. Zahl<br />

Viskositätsklasse<br />

3 = leichtfließend, niedrige Schmelzevis kosität, vornehmlich<br />

für den Spritzguss<br />

35 = niedrig- bis mittelviskos, für den Spritzguss und für die<br />

Extrusion von Monofilen und Folien<br />

4 = mittelviskos, für Spritzguss und Extrusion<br />

2. oder 2. und 3. Buchstabe<br />

Stabilisierungsart<br />

E, K = stabilisiert, helle Eigenfarbe, erhöhte Wärmealterungs-,<br />

Wetter- und Heißwasser bestän digkeit, elek trische<br />

Eigenschaften sind nicht beeinträchtigt<br />

H = stabilisiert, erhöhte Wärme alterungs-, Heißwasser- und<br />

Wetterbeständigkeit, nur für technische Teile, elektrische<br />

Eigenschaften sind nicht beeinträchtigt, je nach Type hellbeige<br />

bis braune Eigenfarbe<br />

W = stabilisiert, hohe Wärme alterungs beständigkeit, nur ungefärbt<br />

und schwarz lieferbar, bei hohen Anforde rungen an die elektrischen<br />

Eigenschaften der Teile weniger geeignet<br />

Besondere Eigenschaften, Zusätze<br />

F = funktionelles Additiv<br />

L = schlagzähmodifiziert und stabilisiert, trockenschlag zäh,<br />

leicht fließend, rasch verarbeitbar<br />

S = rasch verarbeitbar, sehr feinkörniges Kristallgefüge;<br />

für den Spritzguss<br />

U = mit Brandschutzausrüstung ohne roten Phosphor<br />

X2, = mit rotem Phosphor als Brandschutz aus rüstung<br />

X3<br />

Z = schlagzähmodifiziert und stabilisiert mit sehr hoher<br />

Kälteschlagzähigkeit (unverstärkte Marken) bzw. erhöhter<br />

Schlagzähigkeit (verstärkte Marken)


Verstärkungsart<br />

C (mit Zahl) = kohlefaserverstärkt<br />

G (mit Zahl) = mit Glasfaserverstärkung<br />

K (mit Zahl) = mit Glaskugelverstärkung, stabilisiert<br />

M (mit Zahl = mit Mineralverstärkung, stabilisiert; Sonderprodukt:<br />

M602 mit ca. 30 % Spezialsilikat (erhöhte Steifigkeit)<br />

Lieferbare Kombinationen mit Glasfaserverstärkung:<br />

GM (Glasfasern/Mineral)<br />

GK (Glasfasern/Glaskugeln)<br />

2. bzw 2. und 3. Zahl<br />

Gehalt an Verstärkungsstoffen (Masseanteil)<br />

2 = ca. 10 %<br />

3 = ca. 15 %<br />

4 = ca. 20 %<br />

5 = ca. 25 %<br />

6 = ca. 30 %<br />

7 = ca. 35 %<br />

8 = ca. 40 %<br />

10 = ca. 50 %<br />

Die Gehalte der Kombinationen von Glasfaserverstärkung (G) mit<br />

Mineral (M) oder mit Glaskugeln (K) werden entsprechend durch zwei<br />

Zahlen gekennzeichnet, z. B.:<br />

GM 53 = ca. 25 % Glasfasern und<br />

ca. 15 % Mineral, stabilisiert<br />

GK 24 = ca. 10 % Glasfasern und<br />

ca. 20 % Glaskugeln, stabilisiert<br />

Suffices<br />

Suffices weisen auf besondere Eigenschaften hin, z. B.:<br />

HR = erhöhte Hydrolysebeständigkeit<br />

LS = mit Nd: YAG-Laser markierbar<br />

FC = für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet<br />

Beispiele<br />

Beispiel 1<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A4H<br />

A = <strong>PA</strong> 66<br />

4 = Viskositätsklasse 4 (mittelviskos)<br />

H = erhöhte Wärmestabilisierung<br />

Beispiel 2<br />

<strong>Ultramid</strong> ® A3X2G10<br />

A = <strong>PA</strong> 66<br />

3 = Viskositätsklasse 3 (niedrigviskos, für den Spritzguss)<br />

X2 = Brandschutzausrüstung (phosphorhaltig)<br />

G10 = ca. 50 % Glasfasern<br />

Beispiel 3<br />

<strong>Ultramid</strong> ® B3G10 SI<br />

B = <strong>PA</strong> 6<br />

3 = Viskositätsklasse 3 (niedrigviskos, für den Spritzguss)<br />

G10 = ca. 50 % Glasfasern<br />

SI = mit verbesserter Oberflächenqualität<br />

allgemeine hinweise<br />

61


62<br />

Allgemeine Hinweise<br />

Stichwortverzeichnis<br />

Akkubohrhammer 7<br />

Anfahren 32<br />

Angussarten 37, 48<br />

Angusslage 48 f.<br />

Apparatebau 8, 10, 27<br />

Ausformschrägen 36<br />

Außenspiegel 42<br />

Auswerfer 36<br />

Automobilbau 4 f<br />

Autotürgriffe 25<br />

Barriereschnecken 33 f., 38<br />

Bau 8<br />

Beanspruchung<br />

– langzeitige statische 16<br />

– schwingende 16<br />

Bedrucken 51<br />

Befestigungskappen 27<br />

Behinderte Schwindung 39, 44, 45, 48, 49<br />

Bewitterung 28<br />

Biegefestigkeit 22<br />

Brandschutzausrüstung 11<br />

Brennverhalten<br />

– Allgemeine Hinweise 26, 58<br />

– Prüfungen 26<br />

Designbesteck 9<br />

Drehmomentstützen 20<br />

Dreizonenschnecke 33, 34, 35<br />

Durchgangswiderstand 24, 25<br />

Durchschlagfestigkeit 24<br />

Eigenschaften 10 ff<br />

Einfärbung 14, 26, 32 f, 36, 51 f., 57<br />

Einfluss<br />

– von Angussanlage und Angussart 37, 48<br />

– von Massetemperatur und<br />

Einspritzgeschwindigkeit 38, 42<br />

– des Nachdrucks 46<br />

– der Wanddicke 48<br />

– der Werkzeugtemperatur 46<br />

Eingangskontrolle beim Verarbeiter 55<br />

Einlegeteile 38<br />

Einspritzgeschwindigkeit 42<br />

Einzug 40<br />

Elastizitätsmodul 11, 13 f., 17, 29, 52<br />

Elastizitätsmodulbereiche 14<br />

Elektrische Eigenschaften 24<br />

Elektro- und Elektroniksektor 6, 7<br />

Energiereiche Strahlung 28, 29<br />

Energietechnik 6<br />

Entformung 44<br />

Entgasungsschnecken 34<br />

Entsorgung 57<br />

Fahrzeugbau 4 f.<br />

Feinwerktechnik 8<br />

Feuchtigkeitsgehalt 12, 24<br />

Feuerlöschkopf 9<br />

Fließverhalten 42, 43<br />

Fördertechnik 8<br />

Freie Schwindung 45<br />

Glasfaserverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® 11, 17, 18, 25<br />

Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt 23, 53<br />

Gleitreibungszahl 19<br />

Gleitverschleißverhalten 18<br />

Hausgerätetechnik 6<br />

Haushalt 8<br />

Heißprägen 51<br />

Industrieprodukte 8 f.<br />

Installationstechnik 8<br />

Isochrone Spannungs-Dehnungs-Linien 17<br />

Kälteschlagzähigkeit 14<br />

Kavitation 18<br />

Konditionierdauer 53<br />

Konditionieren 52 f<br />

Konsumgüter 8 f.<br />

Kühlwasser-Durchfluss 8<br />

Lackieren 51<br />

Lagerung 56 f.<br />

Lagerungsdauer beim Konditionieren 52<br />

Längenausdehnung 19<br />

Laserbeschriften 51 f<br />

Lebensmittelrechtliche Bestimmungen 54<br />

Leistungsschalter 6<br />

Lichtmaschinenkappe 5<br />

Lieferform 56<br />

Lufteinlasskanal 53<br />

Lüfterrad 53<br />

Maschinenbau 8<br />

Maschinendüse 36<br />

Maßänderung 48<br />

Maßhaltigkeit 22<br />

Massetemperaturen 38, 46<br />

Materialwechsel 32<br />

Mechanische Eigenschaften 12<br />

Mechanische Reinigung 32<br />

Merkmale 10<br />

Metallisieren 51<br />

Mineralverstärktes <strong>Ultramid</strong> ® 11<br />

Molekulare Daten 29<br />

Motorabdeckung 5<br />

Motorölwanne 19<br />

Nachdruck 46<br />

Nachschwindung 44, 48<br />

Nadelverschlussdüse 37<br />

Nd:YAG-Laser 51<br />

Nomenklatur 60<br />

Photovoltaik 6<br />

Plastifiziereinheit 34<br />

Prägen 51<br />

Praktische Konditionierverfahren 52<br />

Produktgruppen 10<br />

Produktübersicht 59<br />

Programmwahlschalter 16<br />

Prüfverfahren für die Eingangskontrolle 55<br />

Qualitätskriterien 56<br />

Qualitätsmanagement 54<br />

Qualitätssicherung 55 f.<br />

Qualitätssicherung im Verarbeitungsbetrieb 55<br />

Reibungs- und Verschleißverhalten 18<br />

Reihenklemme 7<br />

Rundstecker 14<br />

Rückstromsperre 35<br />

Sanitärtechnik 8<br />

Saugrohr 54<br />

Schädigungsarbeit 15<br />

Schaltungsträger 58<br />

Schlagzähigkeit 14 -17, 22<br />

Schleifgerätgehäuse 21<br />

Schmelzeviskosität 30<br />

Schmelz- und Erstarrungsverhalten 30<br />

Schneckendrehzahl 40


Schneckengangtiefe 35<br />

Schneckenspitze 35<br />

Schnellkupplungen 4<br />

Schubmodul 12, 13<br />

Schweißverfahren 51<br />

Schwindung 44<br />

Schwingfestigkeit 16 - 18<br />

Selbsteinfärben 32<br />

Serviceleistungen 58<br />

Sicherheitshinweise 54<br />

Sicherheitsvorkehrungen bei<br />

der Verarbeitung 54<br />

Sicherungskasten 45<br />

Skischuh 49<br />

Snowboard-Bindung 9<br />

Solarstecker 8<br />

Sonderverfahren 50<br />

Sortimentsbeschreibung 10<br />

Spanabhebende Bearbeitung 50<br />

Spannungsdehnungs-Diagramme 15<br />

Spezifischer Durchgangswiderstand 25<br />

Spritzgießen 34, 50<br />

– mit Gas-Innendruck (GID) 50<br />

– mit Wasserinjektionstechnik 50<br />

Spritzgießverarbeitung 38, 41<br />

Spritzgießwerkzeug 36<br />

Stabilisierte Marken 21<br />

Stangenanguss-Dimensionierung 37<br />

Staudruck 40<br />

Stahlverschleiß 18<br />

Stecker 6, 12, 14<br />

Steckverbinder 43<br />

Stoßfängerabstützung 5, 28, 57<br />

Strahlverschleiß 18<br />

Streckspannung 11, 12<br />

Temperatureinwirkung 20, 21<br />

Testkästchen 44<br />

Thermische Eigenschaften 18<br />

Thermodübel 8<br />

Thermostabilität der Schmelze 30<br />

Tempern 52<br />

Transport 57<br />

Trocknung 32<br />

Tropfenschlag und Kavitation 18<br />

Umwelt 57<br />

Umweltmanagement 54<br />

Umwuchtsensor 6<br />

Unterbrechen 32<br />

Verarbeitung 30 ff.<br />

Verarbeitungsschwindung 39<br />

Verarbeitungstechnische Eigenschaften 30<br />

Verarbeitungstemperatur 38, 39<br />

Verarbeitungsverhalten 40<br />

Verbindungsmethoden 50<br />

Verhalten<br />

– bei langzeitiger statischer<br />

Beanspruchung 16<br />

– bei schwingender Beanspruchung 16<br />

– gegenüber Chemikalien 27<br />

– bei Temperatureinwirkung 20<br />

– bei Bewitterung 28<br />

– gegen energiereiche Strahlung 28<br />

Verschleißintensität 19<br />

Verschleißschutz 36<br />

Verschleißverhalten 18<br />

Verträglichkeit 32<br />

Verweilzeit 39 f.<br />

Verwertung 58<br />

Verwertung von Abfällen 33<br />

Verzug 49<br />

Viskosimetrische und molekulare Daten 29<br />

Viskosität 30, 31<br />

Vorbehandlung 32<br />

Wanddicke 48<br />

Wärmeinhalt 31<br />

Wärmetechnische Eigenschaften 30<br />

Wärmealterungsbeständigkeit 20<br />

– in heißen Schmierstoffen, Kühlflüssigkeiten<br />

und Lösungsmitteln 22<br />

Wasseraufnahme 22 f.<br />

Werkzeugentlüftung 37<br />

Werkzeugfüllung 42<br />

Werkzeuggestaltung 36<br />

Werkzeugtemperierkanäle 38<br />

Werkzeugtemperiergeräte 38<br />

Werkzeugtemperaturen 38, 46<br />

Wiederverarbeitung 33<br />

Zentrierleiste 33<br />

Zugfestigkeit 12<br />

Zylindertemperaturen (Spritzguss) 38<br />

ALLGEMEInE HInWEISE<br />

63


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. (Oktober 2010)<br />

Besuchen Sie auch unsere Internetseiten:<br />

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