GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Issue 10 | 2015

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Editorial
647
Innovation durch Schlamperei oder wie man Ziele auch auf unkonventionellen Wegen erreicht ...

Selbst Nobelpreise lassen sich auf – zugegeben – kleinere Schlampereien zurückführen. Erinnern Sie sich noch an die Entdeckungs- und Entwicklungsgeschichte von Penicillin? Alexander Fleming soll bei seinen Forschungsarbeiten zu Staphylokokken im Jahr 1928 eine mit den Erregern beimpfte Agarplatte beim Aufräumen vergessen und erst nach seinen Sommerferien wiedergefunden haben. In der Zwischenzeit hatte sich auf der Platte eine Schimmelpilzkultur entwickelt, die offensichtlich die Ausbreitung der Bakterien behinderte. Ob die Schimmelpilze durch schlampige Handhabung oder mehr zufällig auf den Nährboden gelangt waren, darüber dürfte man streiten können. Die Tragweite dieser Entdeckung, nämlich die Nutzung des Penicillins als Antibiotikum, kam Fleming trotz intensiver Untersuchungen des Phänomens nicht in den Sinn. Hierzu bedurfte es der Arbeiten von Florey und Chain, für die diese gemeinsam mit Fleming im Jahr 1945 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden. Vergleichbare Zufälle/Schlampereien werden im Zusammenhang mit Erfindungen wie beispielsweise Neopren (durch Carothers im Jahr 1930) oder Teflon (durch Plunkett im Jahr 1938) berichtet. Und es gibt noch mehr davon.


Naturwissenschaftler und Ingenieure müssen glückliche Menschen sein, wenn ihnen der Zufall so häufig auf die Sprünge geholfen hat und das vielleicht auch immer noch tut. Es gibt halt Momente, da haben Entwickler Lösungen für Probleme, mit denen sie sich gar nicht beschäftigt haben. Die Amerikaner sprechen in solchen Situationen kurz und prägnant von „Solutions looking for a problem“. Man muss dann nur noch das Problem finden. Ist man vielleicht exakt in dieser Art ganz aktuell in einem großen Konzern vorgegangen? Während der Verbraucher in der Vergangenheit eher gerätselt hat, was wohl die Kürzel E300, E307 oder E321 in seiner Nahrung verloren haben, überlegt er momentan, hab’ ich ihn oder hab’ ich ihn nicht, den EA 189?


Vermutlich werden sich viele Autofahrer zurzeit fremdschämen, einen Diesel-Pkw zu bewegen, obwohl sie vertrauensvoll an die Erfüllung der EU5-Norm geglaubt haben. Wirbt der bewusste Konzern doch auf seiner Umweltseite im Internet „Umweltverantwortung heißt... : Saubere Autos aus sauberen Fabriken. Das klingt recht simpel.“ Es war ja durchaus simpel. Es gab eine Motorsoftware für den Prüfstand und das Problem „Einhaltung der NOx-Werte“. Ein Schelm, der jetzt Böses dabei denkt: Lösung vorhanden, Problem gefunden.
Aber vielleicht lassen die Verbraucher ihren Diesel vorläufig in der Garage stehen und steigen auf den Nahverkehr um, um sich nicht ständig rechtfertigen zu müssen? Dann wäre völlig unbeabsichtigt und unkonventionell – zumindest zeitweise – ein Ziel erreicht worden, eine schadstoffärmere Umwelt, woran der Autokonzern wohl selbst in seinen kühnsten Träumen nicht geglaubt hat, denn sonst wäre ja niemand auf die Idee mit der Software gekommen.


Sicher, alles reine Fiktion, doch vielleicht animiert Sie das, künftig Ihren fahrbaren Untersatz etwas häufiger unbenutzt zu lassen. Schaden kann es kaum...


Ihr
Ernst Debie

Report
662
Integration von mehreren Prozessschritten – Reifendrucksensorik „aus einem Guss“

Die kontinuierliche Messung des Reifendrucks und der Reifentemperatur ist insbesondere für Nutzfahrzeuge wichtig, um die laufenden Betriebskosten durch Dieselverbrauch und Reifenverschleiß zu reduzieren. So wird die Umwelt entlastet und die aktive Fahrsicherheit erhöht. Dies gilt ebenfalls für Pkw Deshalb sind Reifendruck-Kontrollsysteme inzwischen in vielen Ländern – auch in der EU – bei Neuwagen vorgeschrieben. Für einen Hersteller von Reifendruck-Kontrollsystemen produziert die Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG, Illertissen, die Sensorgehäuse im 2K-Verfahren und integriert dabei auch die Sendeantenne, die die Messdaten per Funk weitergibt.

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673
Leichte Umsatzausweitung in der deutschen Kautschukindustrie zur Jahresmitte

Wie der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e. V. (wdk) berichtet, war das erste Halbjahr 2015 bei Technischen Elastomer-Erzeugnissen von einem leichten Umsatzrückgang trotz steigender Absätze gekennzeichnet. Die Reifenhersteller konnten trotz unter den Erwartungen liegenden Absätzen im Ersatzgeschäft den Umsatz ausweiten. In Summe erhöhte sich der Branchenumsatz um 0,4 % gegenüber dem Jahr 2014. Darüber hinaus reduzierte die Branche im ersten Halbjahr 2015 die inländische Produktion zu Gunsten ihrer Auslandsstandorte. Die Beschäftigung nahm hingegen zu, da Neueinstellungen von Fachkräften Rückgänge bei den Produktionsmitarbeitern kompensierten, so der Verband.

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694
Drucken mit Silicon – Schicht für Schicht zum 3D-Objekt

Die Münchner Wacker Chemie AG hat gemeinsam mit der Fa. Enders Ingenieure GmbH aus dem niederbayerischen Ergolding ein Verfahren entwickelt, mit dem sich ­Objekte aus Silicon im 3D-Druck fertigen lassen. Schicht für Schicht setzt ein Roboter aus einer Düse winzige Tröpfchen nebeneinander ab. Anschließend wird das Silicon mit ultraviolettem Licht vulkanisiert. Dabei entstehen homogene Körper mit einer nahezu glatten Oberfläche. Das Material ist biokompatibel, temperaturbeständig und transparent. Damit eröffne das Verfahren neue Anwendungsfelder in den Industriebereichen Automobil, Medizin, Haushalt und Optik, so Wacker.

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700
Herstellung von Elastomerteilen per Wasserstrahlschneidetechnik

Das folgende Beispiel beschreibt die Möglichkeiten der Wasserstrahlschneidetechnologie als alternatives Produktionsverfahren für Elastomerteile: Für einen Prototypen oder eine kleine bis mittlere Serie (bis ca. 5 000 Stück) werden zweidimensionale Elastomerteile, wie z. B. ein Schlüsselanhänger in Form eines stilisierten Motorrades mit einer Dicke von 10 mm, benötigt.

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701
Neues Verarbeitungsadditiv für diaminisch vernetzte Kautschuk­mischungen

AEM, (HT)-ACM oder HNBR sind Spezialelastomere und finden hauptsächlich Anwendung im Automobilbereich. Sie werden bei hohen Temperaturen und in Umgebung ­aggressiver Medien eingesetzt. Üblicherweise werden diese Compounds mit einem ­Paket von Verarbeitungshilfen versehen.

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702
Das Jahr 2014 im Rückblick – Von der Jahrestagung des VDMA-Fachverbandes Kunststoff- und Gummimaschinen

Wie der Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) berichtete, schloss das Jahr 2014 für den deutschen Kunststoff-und Gummimaschinenbau erstmals nach 2009 mit einem leichten Minus bei Produktion und Export ab. Die Jahresprognose vom Oktober 2014 hatte diese Entwicklung als 1%iges Umsatzminus vorhergesagt.

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704
„The House of Automotive Comfort“ – Von der Einweihung des neuen Anvis-Stammsitzes in Steinau an der Straße

Knapp 200 Gäste besuchten die Eröffnungsfeierlichkeiten für den Neubau des Anvis-Stammsitzes am 25. Juni 2015 in Steinau an der Straße, der zudem auch die europäische Zentrale des japanischen Mutterkonzerns Sumitomo Riko beheimatet. Mit der feierlichen Einweihung eines Shinto-Schreins aus der Heimatregion von Sumitomo Riko wurde zudem ein Symbol für das Zusammengehen beider Unternehmen zelebriert.

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Article
664
Ein aktives Frontspoilersystem auf Basis eines Gummiformartikels

Die Vorteile des Frontspoilereinsatzes an Pkws sind allgemein bekannt. Die
Möglichkeiten zur geometrischen Auslegung solcher Frontspoiler sind jedoch im ­Hinblick auf die tagtägliche Benutzung des Fahrzeugs limitiert. Kollisionen mit Garagenauffahrten oder Fahrbahnschwellen müssen vermieden werden. In diesem Beitrag wird ein aktives Frontspoilersystem, dessen Spoilerlippe aus Gummi ­besteht und dessen Aktivierung mit Hilfe von Luftkissen erfolgt, vorgestellt. Dieser Spoiler kombiniert hervorragende Spoilerfunktion – via Verringerung der Bodenfreiheit im Bedarfsfall – mit unbeschränkter Alltagstauglichkeit des Fahrzeugs und ist ein Beispiel für ein hoch innovatives System, in dem Gummi eine maß­gebliche Rolle spielt.


The advantages of the application of front spoilers on passenger cars are well known. However, the possibilities in geometry for such front spoilers are limited for the car's everyday usage. Collisions with garage ramps and speed bumps need to be ­avoided. In this article an active front spoiler is presented in which the spoiler lip is made of rubber and the activation is done by means of air bellows. This spoiler combines an excellent spoilering function by reducing the ground clearance with an unlimited every­day usage of the car, and is an example of a highly innovative system in which rubber plays an essential role.

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668
Hart-Weich-Werkstoffverbunde – Prozessführung und Haftfestigkeitsprüfung – Richtlinie VDI 2019

Als Hart-Weich-Verbunde werden Werkstoffkombinationen aus Thermoplasten (Hartkomponente) und thermoplastischen Elastomeren oder Elastomeren (Weichkomponente) bezeichnet. Ihre Funktionalität ist hauptsächlich auf dämpfende und dichtende Eigenschaften sowie haptischen Komfort gerichtet. Aufgrund der nachhaltigen Bedeutung dieser Kunststoff-Werkstoffverbunde für neue Produkte ist es notwendig, Grundlagen- und Anwendungskenntnisse hinsichtlich der Haftfestigkeit weiter auszubauen. In diesem Beitrag werden deshalb folgende Punkte für einen aktuellen Überblick angesprochen: Grenzflächeneffekte und Verträglichkeitsprinzipien, Besonderheiten der Prozessführung, Prüfmethoden für Hart-/Weich-Kunststoff- und Metall-Weichkunststoff-Verbunde sowie die VDI-Richtlinie 2019 einschließlich der Interpretation der Ergebnisse aus der Haftfestigkeitsprüfung.


Soft-rigid composites are understood as material combinations from thermoplastic elastomers or elastomers (soft) and thermoplastics (rigid). Their functionality is focused on damping and sealing properties and comfortable haptic perception as well. Due to the increasing relevance of these plastic-material composites for new products it is necessary to further extend the knowledge of fundamentals and applications with regard to their adhesive strength. In order to give an up-to-date overview, this article covers therefore following topics: interfacial effects and compatibility principles, specifics of processing, testing methods for soft-rigid plastic and metal-soft plastic composites as well as the standard VDI 2019 including a discussion of the adhesive strength test results.

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676
Effizienz und Qualität durch eine neue Generation rheologieoptimierter Flüssigsiliconelastomere

Die Verarbeitung von Flüssigsiliconelastomeren (LSR) im Spritzgießverfahren gewinnt aufgrund des hohen Automatisierungsgrades und der hohen Produktivität zunehmend an Bedeutung. Der Verarbeitungsprozess wird dabei neben der Maschinentechnik maßgeblich vom Fließverhalten, der Rheologie, des LSRs beeinflusst. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Chemie der Flüssigsiliconelastomere und erläutert auf der Basis der strukturellen Elemente das komplexe rheologische Eigenschaftsprofil des LSRs. Scherraten- als auch zeitabhängige Effekte werden beschrieben und deren Relevanz für die Verarbeitbarkeit im Spritzgießverfahren diskutiert. Die Ergebnisse dieser Studien bilden die Grundlage der neuen rheologieoptimierten LSR-Basistechnologie von Dow Corning, die sich durch eine niedrige dynamische Viskosität sowie einen niedrigen Speichermodul G‘(t) im scherfreien Zustand auszeichnet. Hieraus resultierende niedrige Einspritzdrücke und hohe Einspritzgeschwindigkeiten beeinflussen positiv den LSR-Spritzgießprozess. Die rheologieoptimierte Technologie findet sich in einer neuen Generation von Flüssigsiliconelastomeren im Konsumenten-, Automobil- und Medizinbereich wieder. Anhand von konkreten Anwendungsbeispielen sollen die Vorteile dieser Technologie für den Verarbeiter bezüglich Verarbeitungseffizienz und Qualität der Formteile verdeutlicht werden.


The processing of liquid silicone rubber (LSR) in the injection moulding process is becoming increasingly important due to its high degree of automation and productivity. Besides the utilised equipment technology the flow behaviour of LSR, the rheology, is substantially impacting the moulding process. This paper describes the chemistry of LSR, and derives its complex rheological behaviour from its structural elements. Shear-rate dependent, as well as time-resolved effects are described, and their implications on the injection moulding process are discussed. The results of those studies are the foundation of Dow Corning´s new rheology-optimised technology, that combines low dynamic viscosities, as well as a low storage modulus G´(t) in the absence of shear. Resulting lower injection pressures and higher injection speeds positively impact the LSR injection moulding process. The rheology-optimised technology can be found in a new generation of liquid silicone rubbers in the consumer-, automotive and healthcare segments. Practical examples are presented that illustrate the benefits of this technology in terms of processing efficiency and quality of moulded parts.

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684
Ultraklares Flüssigsilicon – Silopren LSR 7000-Serie für optische Anwendungen

Siliconelastomere sind seit ihrer Entdeckung vor mehr als 75 Jahren kontinuierlich weiterentwickelt worden. Einen wesentlichen Meilenstein im Verlauf dieser Entwicklung stellen Flüssigsilicone, LSRs, dar, die die Einsatz- und die Verarbeitungsbereiche von Siliconen erheblich erweitert haben. Zu den in jüngster Zeit erzielten Fortschritten zählen die hochtransparenten LSR-Werkstoffe, mit denen grundlegende Anforderungen an optische Bauteile erfüllt werden können. Der vorliegende Artikel setzt sich speziell mit dieser Thematik auseinander und beschreibt die Potenziale der hochtransparenten LSRs für unterschiedliche optische Anwendungen.


Silicone elastomers have undergone a continuous development since their discovery more than 75 years before. Liquid silicone rubbers, LSRs, which have considerably extended the fields of application and the processing range of silicones, represent a significant milestone during this development. The highly transparent LSR ­materials by which fundamental requirements of optical components can be fulfilled belong to the most recent advances. The present article specifically discusses this topic and ­describes the capabilities of highly transparent LSRs for various optical applications.

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690
Spritzgießmaschinen für die Herstellung kleinster Silicon-Formteile

LSR-Teile werden schon seit Jahrzehnten auf Spritzgießmaschinen produziert. Während in der ersten Phase aus LSR vornehmlich Babysauger hergestellt wurden, kamen später komplexere Teile, z. B. für medizintechnische Anwendungen, hinzu und neuerdings werden zunehmend auch LSR-Mikroteile, die einer besonderen Prozesstechnologie bedürfen, produziert. Im vorliegenden Artikel werden die Besonderheiten der dafür eingesetzten Spritzgießmaschinen mit speziellem Augenmerk auf die erforderliche Dosiertechnik beschrieben.


LSR parts have already been produced using injection moulding machines for decades. While in the early phase mainly baby nipples have been manufactured from LSR more complex parts, e. g. for medical engineering applications, have subsequently added to the product range and recently more and more LSR micro parts requiring a special process technology are fabricated. The present article characterises the special attributes of the injection moulding machines being utilised for that turning particular attention to the dosing technique being required.

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696
Neue Mikroindentor-Methode zur Analyse von Elastomerkenngrößen

Die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften elastomerer Bauteile anhand genormter Prüfkörper erlaubt keine Vorhersage zum ihrem Verhalten unter Betriebsbedingungen. Aus diesem Grund müssen die benötigten Parameter direkt an den Funktionsstellen auch sehr komplexer und filigraner Teile bestimmt werden. Die vorliegende Studie beschäftigt sich damit, welche Möglichkeiten der Kraft-Weg-Sensor LNP nano touch in diesem speziellen Bereich bietet.


Characterising the mechanical properties of elastomeric components by utilising standardised test specimens does not allow any prediction with regard to their performance under operating conditions. For that reason the parameters required have to be determined directly at the functional positions of even very complex and filigree parts. The present study addresses the capabilities being offered by the force-displacement sensor LNP nano touch in this particular field.

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Interview
674
„Maßnahmen dringend erforderlich“ – Gespräch mit Prof. Dr. Manfred Wilhelm, KIT, Karlsruhe, zur aktuellen Ausbildungs- und Forschungssituation unserer Branche

Besucher der letztjährigen Herbsttagung der DKG-Bezirksgruppe Nord oder der diesjährigen Jubiläumstagung der DKG-Bezirksgruppe Süd- und Südwestdeutschland werden sich sicherlich noch gut an ihn erinnern… Prof. Dr. Manfred Wilhelm und seinen lebhaften Vortrag zum Thema „Ausbildungs- und Forschungssituation an den Universitäten“. Wilhelm gab innerhalb seines Vortrags zuerst einen Überblick über die eigenen Forschungsschwerpunkte zur Aufklärung polymerer Strukturen mit Hilfe (nichtlinearer) FT-Rheologie, der Rheologie in Kombination von NMR oder SAXS (small angle x-ray scattering) oder kombinierter Verfahren aus GPC/SEC und NMR bzw. IR, setzte sich aber in einem zweiten Teil auch klar mit dem Rückgang von Forschungs-/Ausbildungsaktivitäten im Segment Kautschuk/Gummi an den deutschen Hochschulen auseinander. Dies nahm die GAK-Redaktion zum Anlass für ein Gespräch mit ihm.

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Technical reports
706
Zusammenfassung ausgewählter Artikel aus RC&T 87, Nr. 3

Dieser Artikel enthält deutschsprachige Zusammenfassungen folgender Artikel des Rubber Chemistry and Technology Journal (RC&T) 88, Nr. 2, (Juni 2015), geschrieben von Horst-Eckart Toussaint.

  • Einfluss von modifiziertem Naturkautschuk (NR) auf die Eigenschaften von Composites aus NR und Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT)
  • Untersuchung der Bindeschicht zwischen Kautschuk und Messing mit Hilfe der Olefin-Metathese-Methode
  • Einfluss einer ausgesuchten Wärmebehandlung auf Änderungen des Young-Moduls einer Naturkautschukmischung: Untersuchung durch AFM-Nanoindentation
  • Lipidgehalt in kleinen und großen Naturkautschukteilchen
  • Effekte von Keratinabfällen als Quellen für Biopolymere in XNBR-Mischungen Einfluss einer Dehnungsverstärkung nahe der Rissspitze auf die Bruchbeständigkeit von rußgefülltem SBR
  • Analyse von rußgefüllten mit Cardanol-modifizierten Naturkautschukmischungen
  • Untersuchung von Aminosäuren als Modifiziermittel in Guayule-Kautschuk
  • Effekt der Extraktion von Weichmacher aus einer NBR-Schlauch­mischung durch Düsentreibstoff

 

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