Fachwörter-Lexikon
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Kunststoffe, Spritzgießen
Das Spritzgießen ist eines der wichtigsten Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe. Durch das Spritzgießen können komplexe Bauteile von hoher Qualität und Maßgenauigkeit meist ohne Nacharbeit in einem Arbeitsgang wirtschaftlich hergestellt werden. Da die Spritzgusswerkzeuge teuer sind, lohnt sich das Spritzgießen allerdings erst bei hohen Stückzahlen (Massenfertigung). Durch Spritzgießen können nicht nur Thermoplaste, sondern auch Duroplaste und Elastomere verarbeitet werden. Das Spritzgießen dieser Kunststoffsorten hat jedoch eine untergeordnete Bedeutung. Prinzipiell entspricht der Verfahrensablauf des Spritzgießens von Duroplasten und Elastomeren demjenigen von Thermoplasten. Die Vernetzung erfolgt aber erst nach dem Einspritzen in das auf Temperaturen von ca. 150 °C bis 200 °C erhitzte Werkzeug.
Spritzgussmaschine / Bildquelle: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik/VCH-Verlag
Pulverlackierung – allgemein
Die Pulverlackierung entstand aufgrund der Bemühungen, die Verwendung und die Emission von organischen Lösungsmitteln zu reduzieren beziehungsweise ganz zu vermeiden. In breiterem Maße im Einsatz ist die Pulverlackierung etwa seit 1970.
Die Lacke für die Pulverlackierung bestehen ähnlich wie alle anderen Lacktypen aus einem Bindemittel (Harz, Härter, Beschleuniger), dem Pigment und Farbstoffe, dem Füllstoff und Additiven. Unterschieden wird zwischen thermoplastischen und duromeren Lacksystemen. Die wichtigsten Vertreter der beiden Systeme sind:
– Thermoplastische Systeme: Polyethen (PE), Polyamid (PA), Polyester (SP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF)
– Duromere Systeme: Epoxid-, Polyester- und Acrylatharz in bestimmten Modifikationen.
Die Lacke werden in Pulverform verarbeitet, wobei die Pulver in Korngrößen zwischen etwa 20 und 80 Mikrometer erhältlich sind. Die Pulver enthalten alle Bestandteile und unterliegen keiner Gefahr, entmischt zu werden. Damit die Pulver für die Lackierung verwendbar sind, müssen sie rieselfähig und absolut trocken sein.
Funktionsprinzip einer Coronapistole zum Versprühen von Lack
Prinzip einer Tribo-Pistole zum Versprühen von Pulverlack
Plasmaanodisation
Eine neue und äußerst interessante Variante des Anodisierens ist das Plasmaanodisieren beziehungsweise das Plasmakeramisieren. Mit hohen Energien und Spannungen über 100 V bilden sich an der Oberfläche lokale Plasmazonen mit kurzzeitig sehr hohen Strömen. Hier wird aus dem Aluminium das reine Oxid zum größten Teil in seiner stabilsten Kristallisationsform Aluminiumoxid beziehungsweise Korund erzeugt, der zu den härtesten fünf Stoffen zählt. Im plasmakeramischen Prozess entsteht Korund abhängig vom Verfahren in Form mikro- oder nanokristalliner Kristallite, welche in eine komplexe Keramikmatrix integriert sind und so als Oberfläche ihre herausragenden und einzigartigen Eigenschaften entwickeln können. Darin unterscheidet sich die plasmakeramische Schicht völlig von der klassischen Anodisationsschicht, die primär aus amorphem Aluminiumoxidhydrat besteht.
Durch Variation der Arbeitsparameter, angefangen von der Aufnahme des zu beschichtenden Bauteils über die Elektrolytzusammensetzung bis zur Steuerung der Energiezufuhr, kann das entstehende Oxid hinsichtlich seiner Konsistenz, Morphologie und Größe beeinflusst werden. Zudem wird die interpartikuläre Verbindung ebenfalls durch gezielt gesetzte Rahmenbedingungen kontrolliert aufgebaut. Im bestmöglichen Fall entstehen nanokeramische Oberflächen mit extrem feiner und gleichmäßiger Verteilung. Nanostrukturierte Schichten sind weitaus kompakter und dichter und übertreffen mikrokeramische Oberflächen in puncto Abriebfestigkeit, mechanische Beständigkeit und Korrosionswiderstand bei weitem.
Im Gegensatz zur anodisierten Oxidschicht ist die plasmakeramische Oberfläche hydratfrei. Auch bei Erwärmung auf mehrere hundert Grad Celsius ändert die Plasmakeramik ihre Eigenschaften nicht. Die Temperaturbeständigkeit des Bauteils wird nur durch das Substrat limitiert.