Właściwości materiałów mikrokomórkowych

Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Marco Prigandt,
Ticona GmbH, Marketing, Prof.-Staudinger-Str., 65451 Kelsterbach
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Spienianie fizyczne
Spienianie w technologii MuCell
Typowa morfologia struktury
mikroporowatej:
Dozowanie SCF
budowa sandwiczowa, zamknięte pory,
homogenny rozkład porów
Regulator ciśnienia
Zasilanie gazem
[N2, CO2]
SCF
Wtrysk SCF
Dysza zamykana igłą
Chłodzone opaski grzejne
Quelle: Krauss-Maffei
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Spienianie fizyczne
Zalety technologi:
n znaczące skrócenie czasu cyklu
n redukcja masy
n zmnieszenie kosztów energi
n świetna stabilność wymiarowa
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Spienianie fizyczne
Zalety w stosunku do spieniania „konwencjonalnego”:
n homogenna wielkość powstających komórek (< 50 µm)
n wysokie upakowanie komórek (107 - 1012 komórek/cm3)
n wyokie ciśnienie rozprężania gazu
n brak produktów rozkładu chemicznego
n nadaje się do tworzyw konstrukcyjnych
i wysokotemperaturowych
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Spienianie fizyczne
Wymagania stawiane materiałom termoplastycznym:
n Mieszalność:
Rozpuszczalność (sorpcja) gasu w stopie
n Zarodkowanie komórek, tworzenie struktur:
Zarodkowanie odbywa się w polimerze
n Wzrost komórek:
szybkość dyfuzji i wytrzymałość stopu na rozciąganie
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Spienianie fizyczne
Wpływ na zachowanie polimeru i właściwości:
n Zmiana właściwości reologicznych
(w zależności od lepkości i temperatury zeszklenia)
n Zmiana właściwości termodynamicznych
(przewodność i pojemność cieplna, przewodność temperaturowa itd
n Zmiana zachowania podczas chłodzenia
(proces krystalizacji)
n Zmiana właściwości fizycznych
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Morfologia „lico-rdzeń”
Przekrój – profil gęstości:
n bezkomórkowe, lite obszary zewn.
(lico)
n struktura mikrokomórkowa
(rdzeń)
n homogenna strukura komórkowa
z zamkniętymi porami
n wysoka gęstość komórek
PBT GF30: Celanex 2300 GV 1/30
Quelle: Ticona
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Zalety
n Bezpieczeństwo
n Ekonomiczne stosowanie technologi
n Wzrost wydajności i konkurencyjności
n Przewaga dzięki inowacyjności
n Dostęp do nowych zastosowań
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Zastosowania
Obudowy silników wycieraczek,
podnośników szyb, złączki, skrzynki
układów elektronicznych, czujniki przepływu
powietrza, obudowy zamków itd
Celanex® PBT
Impet ® PET
Pokrywy pomp i zaworów, króćce
przepustnic, przełączniki
rur ssących itd
Fortron® PPS
Obudowy przekładni, pokrywy,
obudowy filtrów, elementy funkcyjne
o dużej stabilności wymiarowej itd
Hostaform® POM
Celstran LFRT: dotychczasowe próby nie są jednoznaczne, trwają badania
Vectra LCP: brak mieszalności, powstają duże pęcherze, delaminacja
GUR (UHMWPE): nie tworzy stopu
Właściwości materiałów mikrokomórkowych
Przykłady zastosowań
Spienianie mikrokomórkowe
Wysoka precyzja na przykładzie króćca przepustnicy
wykonanego z Fortronu 6165A6
Redukcja masy o 10 %
(wersja lita 337g; wersja MuCell 304 g)
Zbieżność w cylindrycznym obszarze
zaworu klapowego
wersja lita ~ 50 µm
wersja MuCell < 5 µm
25 mm
wersja lita ~ 0,19 – 0,14 mm
wersja MuCell (30%) ~ 0,06 – 0,05 mm
Średnica 1
Średnica 2
40 mm
Poprawa tolerancji kołowej ~ 70 %
Spienianie mikrokomórkowe
Czujniki przepływu powietrza: Celanex 6500 (PBT GF/ Min 30)
Doskonała kolistość
Niewielkie
naprężenia wewn.
Poprawa stabilności
wymiarowej
Zakres eksploatacyjny
- 40°C / +93°C
10%
Redukcja masy
Redukcja kosztów 15%
OEM: General Motors, GMT 610 Platform, 2003
Spienianie mikrokomórkowe
Redukcja kosztów na przkładzie zamka bagażnika wykonanego
z Celanex’u 2300GV1/30 (PBT GF30)
25-40% skrócenie czasu cyklu
wersja lita: 39,2 s
wersja MuCell: 22,5 s
33% zmniejszenie siły zwarcia
wersja lita: 150 t
wersja MuCell: 100 t
50% redukcja paczenia
wersja lita: 2,97 mm
wersja MuCell: 1,47 mm
Spieniona
wersja lita: 81,6g
wersja MuCell: 69,25g
Lita
15% redukcja masy
Spienianie mikrokomórkowe
Wsparcie techniczne Ticony
n Wsparcie w fazie projektowania wyrobu:
Ø uzgodnienia wstępne
Porównanie teori i praktyki
Ø zalecenia i korekty projektu detalu
Ø dogłębną znajomość właściwości
Quadrat−Gesetz
0,6
0,4
0,2
Quadrat−Gesetz
0,9
0,85
0,8
0,75
0,7
0,65
0
0
0,2 0,4 0,6 0,8
1
rel. Dichte
materiałowych
0,6
0,8
0,85
0,9
0,95
rel. Dichte
Celanex 3300
2
Ø Know How technologii MuCell
Dehnenergi
e
− Modell
0,95
rel. Zugfestigkeit
Ø ugruntowane know-how „aplikacyjne”
0,8
1
Dehnenergi
e
− Modell
MuCell
n Oddajemy do dyspozycji:
rel. Zugfestigkeit
Ø zalecenia i korekty projektu formy
1
ϕ

TSchaum= TO ⋅  Schaum
 ϕO 
PP GF30
Impet GV1/30
Nylon 6,6 GF 15
1
Spienianie mikrokomórkowe
Wsparcie techniczne Ticony
n Wtryski próbne w technikum Ticony
n Dokumentacja wyników oraz kalkulacja
kosztów
n Badania polimeru i kształtek
Ø analiza właściwości mechanicznych i fizycznych
Ø badania mikroskopowe, pomiary np. skurczy,
paczenia się kształtek itd
n Transfer know-how do przetwórcy
Ø szkolenie, uczestnictwo i wsparcie w uruchomieniu seryjnej produkcji
Hinweis für den Anwender
Die in dieser Veröffentlichung enthaltenen Informationen sind nach unserem besten Wissen zutreffend. Wir übernehmen
jedoch keinerlei Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit dieser Informationen. Bestimmte Eigenschaften unserer
Produkte werden hiermit weder vereinbart noch zugesichert.
Die angegebenen Werte basieren auf Laborversuchen unter standardisierten Bedingungen und bewegen sich innerhalb
der normalen Eigenschaften unveränderten Original-Materials. Diese Werte bilden allein keine ausreichende Grundlage
für eine Bauteilauslegung. Farbstoffe oder sonstige Zusätze können zu erheblichen Abweichungen in den
Materialeigenschaften führen.
Die Eigenschaften von Formteilen werden durch verschiedene Faktoren wie etwa Materialauswahl, Zusätze zum Material,
Formteildesign, Verarbeitungs- oder Umweltbedingungen beeinflusst. Die Entscheidung über die Eignung eines
bestimmten Materials und Bauteildesigns für einen konkreten Einsatzzweck obliegt ausschließlich dem jeweiligen
Anwender. Dieser hat sicherzustellen, dass das verarbeitete Material den Anforderungen des jeweiligen Produktes und
Einsatzzweckes entspricht.
Ob durch die Verwendung der in dieser Veröffentlichung genannten Materialien bestehende Patente verletzt werden, hat
der jeweilige Anwender in alleiniger Verantwortung zu prüfen.
Wenn Sie zusätzliche technische Informationen benötigen, erreichen Sie uns unter der aufgeführten Telefonnummer. Bei
der Verarbeitung unserer Produkte berücksichtigen Sie bitte die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter, die Sie von
unserem Customer Service erhalten.
Unsere Produkte sind nicht für eine Verwendung in medizinischen oder zahnmedizinischen Implantaten bestimmt.
Telefonnumer
Ticona Informationsservice Europa
++49-(0) 69-305-16299