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Hybridbauteile – leichter, schneller und kompakter

Veröffentlicht am 01.12.2011 15:14:06

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

Kunststoffe für die Lebensmittelindustrie - Gehängeleitsten für Großbäckereien

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

Greiferstange / Zahnstange aus Kunststoff - Hybridbauteile

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.

Downloads AGB &
Broschüren

Pressebericht Hybridbauteile - Factbox (Dateigröße 30 KB, Dateityp doc)
Pressebericht Hybridbauteile - Langfassung (Dateigröße 36 KB, Dateityp doc)
Pressebericht Hybridbauteile - Kurzfassung (Dateigröße 30 KB, Dateityp doc)
Abbildung Gehängeleiste (Dateigröße 283 KB, Dateityp jpg)
Abbildung Zahnstange (Dateigröße 1 MB, Dateityp jpg)
Ansprechpartner Thomas Decker (Dateigröße 174 KB, Dateityp jpg)
Ansprechpartner Schweiz Paul Hug (Dateigröße 196 KB, Dateityp jpg)