Mehr Nachhaltigkeit, gleichbleibende Qualität: So gelingt die Verarbeitung von PCR-Kunststoffen

Live-Webinar am 3. Dezember 2024 um 11 Uhr

Die ganzheitliche Produktlösung von sensXPERT Für optimale Produktionsleistung

Von sensXPERT unterstützte Materialien

Bei Duroplasten konzentriert sich sensXPERT auf die chemischen Reaktionen, die sogenannte Aushärtung, und die Materialveränderungen während der Formgebung. Die vielfältigen dielektrischen Signale, die in direktem Kontakt mit dem Material erfasst werden, ermöglichen es sensXPERT, das Materialverhalten während des Prozesses zu erfassen. Dazu gehören Abweichungen im Mischungsverhältnis und Auswirkungen auf die Aushärtung, die mit herkömmlichen DSC- (Differential-Scanning-Kalorimetrie) oder DMA-Techniken (Dynamische mechanische Analyse) nicht erfasst werden können. sensXPERT hat Erfahrung in der erfolgreichen Verarbeitung einer breiten Palette von Duroplasten, von Epoxiden, Polyurethanen, Phenolen bis hin zu ungesättigten Polyestern.

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER VERWENDUNG VON DUROPLASTEN:

Die Verarbeitung von Duroplast-Verbundwerkstoffen stellt eine Reihe von Herausforderungen dar, z. B. die Verwendung neuartiger Harzrezepturen und die chemischen Reaktionen bei der Kombination von Verstärkungs- und Füllstoffen. Darüber hinaus sind schnellere Reaktionen und kürzere Zykluszeiten erforderlich. Außerdem müssen Schwankungen der Umgebungsbedingungen und einzigartige Bauteilspezifikationen berücksichtigt werden.

SO LÖST sensXPERT DIESE HERAUSFORDERUNG:

sensXPERT verfolgt die chemische Reaktion des Materials während der Formgebung, um Konstruktion, Fertigung, Digitalisierung und Qualitätskontrolle zu verbinden.

RELEVANTE BRANCHEN:

  • Automobilität und E-Mobilität: Halbleiterkapselung, E-Motor-Komponenten, Getriebegehäuse, elektrische Antriebsstränge, leichte Strukturkomponenten und Anwendungen, die geringe Vibrationen, eine geringe Geräuschentwicklung und verbesserte Wärmeableitung erfordern.

  • Luft- und Raumfahrt und Verteidigung:
    Rumpfabschnitte aus Verbundwerkstoffen, strukturelle Verstärkungen des Rahmens und des hinteren Rumpfs.

  • Elektrotechnik, Gebäudetechnik und Bauwesen:
    Schalttafeln für Baumaschinen, Hitzeschutzschilder, Schaltschränke, Lasttrennschalter, Scheibenbrecher sowie Rohr- und Kanalsanierung mit UV-Licht-Innenbeschichtung.

  • Erneuerbare Energien:
    Bauteile für Windkraftanlagen, Hitzeschutzschilde oder -gehäuse, Rahmen für Siliziummodule, Dachziegel und Schaltschränke für Solarenergie.

Bei Thermoplasten liegt der Fokus von sensXPERT auf der Erfassung von Phasenänderungen beim Schmelzen und Kristallisieren sowie der Glasübergangstemperatur und anderen relevanten Parametern.

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER VERWENDUNG VON THERMOPLASTEN:

Die Verarbeitung von Thermoplasten ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden wie einem harten Wettbewerb und hohem Kostendruck. Die Integration neuer Mischungen und Verbundrezepturen sowie die Einbeziehung von Recyclingmaterialien, die jeweils eine komplizierte thermische Entwicklung und Zusammensetzung aufweisen, stellen zusätzliche Schwierigkeiten dar. Darüber hinaus haben Umweltfaktoren einen erheblichen Einfluss und das Verhalten des Materials im Werkzeug ist noch nicht vollständig geklärt.

SO LÖST sensXPERT DIESE HERAUSFORDERUNG:

sensXPERT verfolgt das Thermoplastmaterial während des gesamten Formgebungsprozesses, indem es Verarbeitung und Materialwissenschaft mit Digitalisierung zusammenbringt, um den Ausschuss bei der Fertigung und Komplikationen bei der Qualitätskontrolle zu minimieren. Mit den dielektrischen Sensoren von sensXPERT können bei verschiedenen Fertigungsprozessen wie Spritzguss und seine Varianten, Primärrecycling, Strangpressen, Mischen, Primär- und Sekundärrecycling und Compoundieren signifikante Vorteile erzielt werden. Wir konzentrieren uns derzeit auf die technischen Anwendungen von Polyamiden und ihren Variationen wie Aramide, Nylon und Kevlar sowie auf das Primär- und Sekundärrecycling mit Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) und auf Trägerformen. Die Herausforderung besteht hier darin, einen stabilen Fertigungsprozess zu gewährleisten.

RELEVANTE BRANCHEN:

  • Automobilität und E-Mobilität: Getriebeteile, Kraftstofftanks, Schmierstofftanks und Teile, die für Isolierung, Dauerfestigkeit und Verschleißbeständigkeit sorgen.

  • Elektrotechnik, Gebäudetechnik und Bauwesen: Gehäuse von Elektrowerkzeugen, Handläufe von Rolltreppen.

  • Primär-Recycling: Strangpressen von Vor-Gebrauchs- oder reinen Polymerströmen.

  • Sekundär-Recycling: Sortieren von Polymerabfallströmen, Zerkleinern der Polymerabfälle und anschließendes Strangpressen des Materials.

Bei Elastomeren konzentriert sich sensXPERT auf die chemischen Reaktionen, die sogenannte Vulkanisierung, und die Materialveränderungen während der Formgebung. Die Erfassung von dielektrischen Signalen während der Formgebung ermöglicht es sensXPERT, das Materialverhalten während der Verarbeitung zu bestimmen. Dazu gehören die Auswirkungen von Mischungsverhältnissen und Vulkanisation, die mit herkömmlichen DSC- (Differential-Scanning-Kalorimetrie) oder DMA-Techniken (Dynamische mechanische Analyse) nicht erfasst werden können. sensXPERT verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit Nitrilkautschuk (NBR), hydriertem Nitrilbutadien (HNBR), Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), Fluorelastomer (FKM) und Flüssigsilikonkautschuk (LSR).

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER VERWENDUNG VON ELASTOMEREN:

Die Herstellung von Elastomerteilen ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Zunächst einmal ist die komplexe Natur der chemischen Reaktion zu berücksichtigen – vor allem, wenn sie mit einem hohen Füllstoffgehalt kombiniert wird. Eine weitere Herausforderung ist der ungleichmäßige Mischprozess bei der Herstellung von vorvulkanisierten Elastomeren. Schließlich sind auch die Auswirkungen von unvorhergesehenen Verarbeitungs- und Umgebungsschwankungen auf die spezifischen Bauteilspezifikationen zu erwähnen.

SO LÖST sensXPERT DIESE HERAUSFORDERUNG:

sensXPERT unterstützt Hersteller bei der Optimierung ihrer Reaktionsspritzgieß- (RIM) und Strangpressprozesse, einschließlich Variationen der spezifischen Fertigungsverfahren. Wir bieten ein stetig wachsendes Portfolio, um die chemische Reaktion des Bauteils während der Formgebung zu verfolgen und dabei Konstruktion, Fertigung, Digitalisierung und Qualitätskontrolle miteinander zu verbinden.

RELEVANTE BRANCHEN:

  • Automobilität und E-Mobilität: Dichtungen, O-Ringe, Rohre, Schläuche, Schwingungsdämpfer und Buchsen.

  • Elektrotechnik, Gebäudetechnik und Bauwesen: Lasttrennschalter, Kabel, Leitungen, Stromtransformatoren und Teile zur elektrischen und thermischen Isolierung/Dämpfung.

Fertigungsprozesse, die sensXPERT nutzen können

Reaktionsspritzgießen

Ein Niederdruckverfahren, mit dem hochkomplexe (starre oder elastomere) 3D-Teile hergestellt werden können. Das Verfahren wird meistens für Thermoplaste verwendet, kann aber auch zur Herstellung von Produkten aus Duroplasten oder Elastomeren verwendet werden. Es handelt sich um einen schnellen, dynamischen Prozess und profitiert daher von der nahezu sofortigen Reaktion von sensXPERT auf mögliche Abweichungen.

Kunstharz-Transferformverfahren

Dieses geschlossene Werkzeugsystem ermöglicht die Herstellung von komplexen 3D-Teilen mit hochwertigen Oberflächen unter Verwendung flüssiger duroplastischer oder in-situ polymerisierender thermoplastischer Harze. Äußere Faktoren, wie die Lagerung von Rohmaterialien, die thermische Vorgeschichte, unterschiedliche Mischungsverhältnisse, Prozessinstabilitäten usw. können zu unvorhergesehenen Abweichungen im Aushärteverhalten führen – die sensXPERT im Vorfeld erkennt.

Formpressen

Ein schnelles, geschlossenes Formgebungsverfahren, bei dem Produkte aus Duroplasten, Thermoplasten oder Elastomeren unter hohem Druck geformt werden. Die Rohmaterialien werden entweder in Form von Platten oder als Schüttgut bereitgestellt. Dazu gehören Materialien, die Fasern enthalten, wie SMC, BMC, GMT und Organobleche. Bei der Verwendung von Duroplasten verläuft der Prozess sehr schnell und profitiert daher von der nahezu sofortigen Reaktion von sensXPERT auf mögliche Abweichungen. Wie bei Thermoplasten und Elastomeren können äußere Faktoren unvorhergesehene Auswirkungen auf die Aushärtung haben. In diesem Szenario ist sensXPERT perfekt aufgestellt, um diese Abweichungen im Vorfeld zu erkennen.

Autoklavhärtung

Verfahren zum Aushärten von faserverstärkten Verbundwerkstoffen unter Druck in einem dichten Behälter, dem Autoklaven. Bei diesem Verfahren wird Wärme und Druck genutzt, um das Harz auszuhärten und die Fasern miteinander zu verbinden. Das Verfahren wird in der Regel zur Herstellung von Hochleistungsbauteilen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften genutzt. Wie beim Kunstharz-Transferformverfahren können äußere Faktoren zu unvorhergesehenen Abweichungen im Aushärtungsprozess führen, die sensXPERT im Vorfeld erkennt.

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Materialvorteile

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