Seit Mitte Januar dieses Jahres ist die Verbotsforderung für Per- und Polyflourierte Alkylsubstanzen (PFAS) nicht nur branchenweit in aller Munde. Und wie es sich für unsere Zeit gehört, überschlagen sich die Nachrichten, Fragestellungen, Prophezeiungen und Unkenrufe dazu. Zeit für uns, Fakten zu benennen, eine Standortbestimmung vorzunehmen und Zukunftsszenarien auszuleuchten.

Im Zuge des European Green Deals wird der Ruf nach umweltfreundlichen Alternativen und geschlossenen Kreislaufsystemen auch im Bereich der technischen Compounds immer lauter. Mehr und mehr Unternehmen setzen daher bereits beim Materialkauf auf Rezyklate, um ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren und so den Anforderungen des Marktes gerecht zu werden. Dabei sind vor allem technisch einsetzbare hochwertige Rezyklate gefragter denn je. Sie leisten einen wertvollen und vor allem belegbaren Beitrag zur signifikanten Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks.

Leichter als Aluminium und stärker als Stahl. Beeindruckend steif und unnachgiebig – auch bei extremer Hitze-/Kälteeinwirkung – und gleichzeitig freundlich gegenüber etwaigen Gegenlaufpartnern in tribologischen Anwendungen. Schon über 50 Jahre alt und durch maßgeschneidertes Compounding stets perfekt in Form für Neuigkeiten in puncto Leistungsfähigkeit. Das charakterisiert die Carbonfaser beziehungsweise die Carbonfasern – denn es gibt schließlich mehr als eine.

Willkommen zu einem Kampf der Extraklasse, bei dem es um nicht weniger als den Titel „Weltmeister Industrieller 3D-Druck” geht ”. In der einen Ecke: der Extrusionsdruck (FFF – Fused Filament Fabrication und FGF – Fused Granulate Fabrication) – vertreten durch „Doc Medeiros”; den Brasilianer Thiago Medeiros Araujo – bekannt für seinen leidenschaftlichen, temperamentvollen Kampfstil. Und in der gegenüberliegenden Ecke: der Pulverdruck – vertreten durch „Doc Rechberger”; den Deutschen Marcus Rechberger, bekannt für seinen extrem ausdauernden Kampfstil. Der Kampf geht über sechs Runden …

Hoch beanspruchte Kunststoffteile finden sich in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen. Von der Medizintechnik über die Energiewirtschaft bis hin zur Automobilindustrie. In der Chirurgie in Form von Brustspreizern und im Bereich der Diagnostik in Form von Endoskopiegriffen; in Windrädern in Kugellagerkäfigen und in Pkws in Bremskraftverstärkern oder auch Abgas-Rückführventilen. So unterschiedlich die Beanspruchungen dabei auch sein mögen – sie alle eint ein extrem hohes Anforderungsprofil. Charakterisiert durch hohe Temperaturen, mechanische/dynamische Belastungen, von höchsten Anforderungen an die Festigkeit, die Schlagzähigkeit und/oder auch die Steifigkeit. Wie Kunststoffteile das gewährleisten? Wie technische Kunststoffe beziehungsweise Hochleistungskunststoffe dazu beitragen, Menschen zu gesunden oder auch technische Systeme Tag und Nacht am Laufen zu halten beziehungsweise zu Höchstleistungen zu befähigen? Die Antworten finden Sie hier.

3D-Druck ist beeindruckend vielschichtig: Er ist neu und auch schon etabliert. Er steht einerseits für Zukunftstechnologie und viele Konstrukteure wissen andererseits – noch (?) – nichts mit ihm anzufangen. Er liefert Antworten und wirft zugleich Fragen auf. Für die einen ist er ihr neues Hobby, für die anderen bereits eine etablierte Fertigungstechnik; für manchen ist er der neue Hype und für manchen bereits gelebte Routine. Und wo auch immer Sie gerade in puncto 3D-Druck „stehen” und was Sie darüber wissen beziehungsweise denken – für uns von LEHVOSS ist es eine industrielle Anwendung, die wir bereits seit über 10 Jahren mit Materialentwicklungen und vor allem Material-Weiterentwicklungen bedienen.

Langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) sind Wegbereiter und Ermöglicher. Für neue Denkweisen, neue Konstruktionen, neue Bauteile; für das Aufbrechen klassischer Fertigungs-Denkmuster; für das Erschließen neuer Gestaltungsfreiheiten und somit letztendlich für den Zugewinn an Freiheitsgraden. Der Dreh- und Angelpunkt beziehungsweise die Kunst für den Materialentwickler besteht dabei darin, dass ein möglichst großer Teil langer Fasern in das Spritzgussteil eingebracht wird. Vom Ausgangzustand als Granulat über die Verarbeitung im Werkzeug bis in das Bauteil hinein. Nur dann entfalten die LFT Ihre Vorteile in vollem Umfang.

Welche Rolle der Materialentwickler spielt (oder idealerweise spielen sollte), wird schnell deutlich, wenn man sich mal die ganze Kette – von der Produktentwicklung über die Anwendungsentwicklung bis hin zum Werkzeug-/Verarbeitungsprozess – bei der Kunststoffherstellung beziehungsweise Kunststoff-Compoundierung näher betrachtet. Dann kommt man nämlich schnell zu dem Schluss, dass der Materialentwickler eine sehr entscheidende, große Rolle spielt. Denn je früher er in die Werkstoffauswahl eingebunden wird, desto effizienter kann die Auswahl des potenziell geeigneten Werkstoffes eingegrenzt werden. Sein Einsatzspektrum reicht dabei von der Auswahl der potenziell geeigneten Polymerbasis über die passende Additivierung bis hin zur passenden Werkzeug- und Prozessauslegung. Das bedeutet: Ein guter Materialentwickler spielt eigentlich gleich mehrere Rollen.

Bei den Stichwörtern „Hochleistung” beziehungsweise „Alleskönner” wird die Luft ja grundsätzlich dünn – spätestens da beginnt sich die Spreu vom Weizen zu trennen. Das gilt erst recht für Kunststoffe beziehungsweise Polymere in tribologischen Anwendungen. Wenn Geschwindigkeiten, Druckverhältnisse, Einsatzdauer oder Temperaturen in zum Beispiel Gleit- oder Kugellagern massiv zunehmen, wenn die Anforderungen an Gleit-Reib-Eigenschaften und die Erwartungen an eine TCO-Optimierung gleichzeitig wachsen und wenn die Leistungsvermögen von Standardkunststoffen wie POM, PBT oder Polyamiden an ihre Grenzen stoßen – dann kommen die Hochleistungs-Compounds auf Polymerbasis zum Einsatz.

Das Thema Hochleistungscompounds besteht aus weit mehr als PEEK Kunststoff und Co. Jeder Konstrukteur, der hier nach neuen Wegen sucht um zum Beispiel Metall – sei aus Gewichts- oder Korrosionsgründen – zu ersetzen, muss sich im Klaren sein, dass er sich als innovativer Vorreiter auf „verschlungene Pfade voller Stolpersteine” begibt. Dieser Artikel soll aufzeigen, worauf so alles zu achten ist, damit Entwicklungsprojekte mit Hochleistungscompounds erfolgreich verlaufen.