Veröffentlicht am
Donnerstag, 1. Dezember 2011
Um den steigenden Anforderungen der Industrie nach mehr
Kosteneffizienz, Funktionsintegration und neuen Technologien
gerecht zu werden, sind in der Kunststofftechnik Hybridbauteile
immer öfters im Vormarsch. Sie sind meist kleiner, leichter,
kompakter und überzeugen mit einer Fülle von weiteren
Vorteilen.
Ein Hybridbauteil besteht aus mindestens zwei unterschiedlichen
Werkstoffen, die funktionell verbunden werden und somit gemeinsam
ein Optimum der neuen Eigenschaften erreichen. Überall dort, wo
grundsätzlich Widersprüche an einen Werkstoff gestellt werden,
erzielt man durch die Kombination mehrer Werkstoffe ein
maßgeschneidertes Produkt. So können Hybridbauteile zugleich weich
und steif, sehr leicht und trotzdem extrem fest sein. Bei faigle
Kunststoffe legt man großen Wert auf die intensive Zusammenarbeit
mit Partnern und Kunden, denn nur durch diesen permanenten
Austausch können optimale Lösungen auch schnell und effizient
umgesetzt werden. Im Entwicklungs- und Technikzentrum von faigle
werden ständig neue Materialien erprobt und bestehende Werkstoffe
verbessert, optimiert und auch kombiniert, um die Zielsetzung ihrer
Partner bestmöglich zu erfüllen. Wie durch die Kombination
optimaler Materialeigenschaften eine einzigartige
Produktcharakteristik entstehen kann, zeigen die
Anwendungstechniker von faigle bei der Entwicklung
maßgeschneiderter Hybridbauteile für ihre Kunden.
Hybridbauteile für die Lebensmittelindustrie
Um nicht nur eine
hygienisch einwandfreie Produktion in Großbäckereien zu
gewährleisten, sondern auch eine enorme Energieersparnis zu
erreichen, entwickelten die Kunststoffexperten für ihren Kunden
eine Gehängeleiste für die Gärschränke in Hybridbauweise.
Prinzipiell bestehen die Gehängeleisten aus einer Rinne, über die
ein Tuch eingelegt ist, auf dem die Teiglinge aufgebracht werden.
Auf beiden Stirnseiten dieser Rinne sorgen aufgesteckte und durch
Spreiznieten fixierte Seitenteile für die Stabilität des
Rinnenquerschnitts. Zur Erfüllung ihrer weiteren Funktionen
besitzen diese Seitenteile an ihren Außenseiten jeweils eine
Mitnehmerachse aus Metall und eine angespritzte Auflagenocke. Das
rinnenförmige Querschnittsprofil der Gehängeleisten hat Spannweiten
von 1200 bis 3500 mm. Mit ihrer relativ flachen Bauweise verfügen
diese Profile nur über ein geringes Widerstandsmoment. Deshalb
mussten die Konstrukteure speziell darauf achten, dass die
Durchbiegung auch in belastetem Zustand in einem akzeptablen
Bereich bleibt. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird von faigle
ein endlosfaserverstärktes Profil aus duroplastischem Kunststoff
eingesetzt. Bei diesem Material handelt es sich um ein
lebensmitteltaugliches und UV-beständiges Vinylesterharzsystem, das
auch bei höherer Temperatur seinen hohen Biege-E-Modul behält. Die
für das Befestigen des Tuchs benötigte Klemmleiste ist ein aus
PAS-120 extrudiertes Profil, das wegen seiner elastischen
Eigenschaften mit wenig Kraftaufwand in die Nut des
Gehängeleistenprofils eingeschnappt werden kann. Die beiden komplex
gestalteten Seitenteile werden durch Spritzgießen aus dem mit
Kurz-Glasfaser verstärkten Polyamid PAS-80 GF30 hergestellt. Sie
sind kurzzeitig bis zu 200 °C temperaturbeständig und zeichnen sich
durch hohe Präzision, Verzugsfreiheit und Steifigkeit aus. Die
Mitnehmerachsen aus rostfreiem Stahl werden als Einlegeteile beim
Spritzgießprozess in die Seitenteile integriert. Ebenso wie die
Seitenteile entstehen die Spreiznieten, mit denen die Seitenteile
an den Gehängeleisten befestigt werden, durch Spritzgießen, jedoch
aus dem Kunststoff PAS-60. Durch die Kombination dieser
unterschiedlichen Materialien und Herstellungstechnologien konnte
eine komplexe Lösung für die Lebensmittelindustrie generiert
werden.
Schneller als das Auge
In der Textilindustrie
werden vielfältige Anforderungen an die Webmaschinen gestellt -
Zuverlässigkeit, Musterungsvielfalt, geringe Stillstandszeiten und
eine hohe Produktivität. Um diese Produktivität zu erlangen, ist
die Geschwindigkeit einer solchen Maschine ausschlaggebend. Das
Herz einer jeden Greiferwebmaschine sind die Greiferstangen, welche
millimetergenau und mit einer enormen Geschwindigkeit für die
Fadenübergabe verantwortlich sind. Ziel für den
Kunststoffspezialisten faigle war es, eine solche Greifer- bzw.
Zahnstange herzustellen, welche mit einer wesentlich höheren Anzahl
von Hüben und der daraus resultierenden Beschleunigung betrieben
werden soll. Um solche Beschleunigungen zu erreichen, musste ein
Werkstoff gefunden werden, der einerseits weniger Gewicht hatte und
andererseits trotzdem über eine hohe Steifigkeit verfügte, um keine
Verformung der Zahnstange zu erhalten. Die faigle-Ingenieure
wussten aufgrund ihrer enormen Erfahrung und des notwendigen
Know-Hows, dass dies nur mit einem neu entwickelten Hybridbauteil
erreicht werden konnte. Nach etlichen Analysen und Berechnungen
wurden schlussendlich die Zahnstangenaufnahme und der
Zahnstangenkäfig mittels einem endlosfaserverstärktem
Kohlefaserprofil gefertigt, um die nötige Steifigkeit und weniger
Gewicht zu gewährleisten. Die Zahnstange selber wurde mit einem
tribologisch optimierten Kunststoff (PAS-80X CF10) gespritzt und in
das Karbonprofil eingesetzt. Durch diese Materialpaarung konnte
nicht nur die Geschwindigkeit wie gewünscht erhöht werden, auch das
Gewicht des gesamten Bauteils wurde so um ca. 20 % reduziert.
Engineering
Bei faigle Kunststoffe arbeiten im Entwicklungs- und
Technikzentrum erfahrene Ingenieure, um spezielle
Kundenanforderungen in maßgeschneiderte Komplettlösungen
umzusetzen. Gerade die Hybridbauweise verlangt sowohl bei der
Auslegung der Werkstoffe, als auch bei der Konstruktion der
Bauteile hohes Know-How, Erfahrung und exzellente
Engineeringleistung. Es gilt hier, die vorteilhaften Eigenschaften
jedes Materials zu kennen und gezielt dort einzusetzen, wo sie
gebraucht werden. Das österreichische Unternehmen verfügt über
diese fachtechnische Kompetenz, um solche komplexen Hybridbauteile
zu entwickeln und herzustellen und beweist einmal mehr seine
Vorreiterrolle in der Kunststofftechnik.