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.

Cycle-Chic, E-Bike-Boom, Rad-Kultur, Low-Tech, High-Tech, Fahrrad-Autobahnen – das Rad befindet sich inmitten seiner Neu-Erfindung; inmitten eines Wandels vom reinen Fortbewegungsmittel und Sportgerät zum Ausdruck eines gelassenen, nachhaltigen, individuellen Lebensgefühls. Immer mehr Menschen weltweit messen dem Fahrrad eine emotionale Bedeutung zu wie einst dem Auto. Das macht das Fahrrad zu einem der Hauptakteure im Rahmen des Megatrends Mobilität. Inmitten dieses Megatrends stehen dabei auch die Menschen, die eine der technologischen Grundlagen für Fahrradkonstrukteure und ihre innovativen Designideen für Fahrradkomponenten jeder Art schaffen: die Kunststoff-Compoundeure beziehungsweise Anwendungsentwickler, die für die Zusammensetzung und damit die Leistungsfähigkeit der benötigten Werkstoffe sorgen.

Was zunächst klingt wie die Quadratur des Kreises, beschreibt aber in letzter Konsequenz „nur” die Arbeit eines richtig guten Kunststoff-Compoundeurs: aus einer schier unbegrenzten Vielzahl an potentiellen Lösungsoptionen/tribologischen Kunststoff-Compounds stets die einzigartige, spezifische Lösung für die jeweilige Anforderung zu kondensieren. Nämlich exakt den Kunststoff-Compound, der maßgeblich zu einem – unter allen entscheidenden Gesichtspunkten – überzeugenden Zwischen- beziehungsweise Endprodukt beiträgt. Da diese Produkte im Alltag meistens unsichtbar sind, heben wir sie hier heute mal in den Mittelpunkt: Die unterschiedlichen Einsatzgebiete tribologischer Kunststoff-Compounds.

Menschen zu helfen gesund zu werden oder gar zu überleben ist eine facettenreiche, vielschichtige Teamarbeit. Zu diesem umfassenden Spektrum gehören im Bereich der anspruchsvollen Medizintechnik auch alle Menschen, die die passenden Hochleistungskunststoffe zur Entwicklung ebendieser Technik bereitstellen: die Kunststoff-Compoundeure, die für die optimale Zusammensetzung/Leistungsfähigkeit der benötigten Werkstoffe sorgen.

„If you can dream it, you can do it." Dass an diesem Zitat von Walt Disney tatsächlich viel Wahres dran ist, beweist auch die "Fluoropolymer Compounding Story" von LEHVOSS North America. Eine Geschichte über ein kleines Team, das immer wieder in der Lage ist, aus den unterschiedlichsten Kundenanforderungen hochbelastbare Werkstofflösungen zu kreieren oder zu compoundieren. Werkstofflösungen auf Basis einer Vielzahl von Materialien, mit einer besonderen Expertise in Fluorpolymeren.

Wir schreiben das Jahr 1985: Bundeskanzler Helmut Kohl regiert seit drei Jahren in Bonn, bis zu 28 Millionen „Westdeutsche” (bei einer westdeutschen Gesamtbevölkerung von gut 61 Millionen) schauen – pro Folge – die Fernsehserie „Schwarzwaldklinik”, in Hamburg hat Lehmann&Voss&Co vor kurzem mit der Produktion und dem Vertrieb von „Hochleistungscompounds” begonnen und das Thema Recycling hält zunehmend Einzug im Alltag. Immer mehr Kommunen stellen neben den damals noch jungen Altglascontainern neuerdings auch Altpapiercontainer auf; immer mehr Menschennehmen Begriffe wie „Ressourcenschonung”, „Sekundärrohstoffe”, „Wertschöpfungskette” oder auch „Wiederverwertung” in ihren Alltagswortschatz auf. Noch ahnen die allerwenigsten, dass man eines Tages von der „Ära Kohl” (16 Jahre) sprechen, dass Berlin das neue Bonn wird oder das die Themen Recycling und Nachhaltigkeit zu dem Megatrend Neo-Ökologie beziehungsweise zu zentralen Wirtschaftsfaktoren anvancieren, die alle unternehmerischen Sphären beeinflussen werden. Doch das sollte sich ja bekanntlich bald ändern …

Leichtbau mit Kunststoffen besteht in der Kunst, vielfältige Ansprüche unter einen Hut zu bringen. Ansprüche an den Werkstoff, das Design, die Funktionsintegration, die Total Cost of Ownership, die Bauteil-Leistungsfähigkeit … die Liste ist lang. Da ist es im Sinne eines effektiven Kosten-Leistungsverhältnisses zielführend, wenn der Werkstoff selbst hochgradig modifizierbar ist – so, dass er dem Konstrukteur freien Lauf in jede Denkrichtung lässt (beispielsweise das er die typische Abhängigkeit der Eigenschaft von der Verarbeitungsorientierung entkoppeln kann). Oder anders gesagt: Wenn der Compoundeur die Anisotropien des Werkstoffes in einem Maß beherrscht, dass den Konstrukteur in die Lage versetzt, ein perfekt angepasstes Designs für die Funktion seines Bauteils zu entwerfen. In welche Richtungen das gehen kann, zeigen diese vier Beispiele aus den Bereichen Luftfahrt, Maschinenbau und Sportartikel anschaulich: