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.
Das Leistungsspektrum der LFT setzt dort an, wo andere Werkstoffe – wie zum Beispiel kurzfaserverstärkte Thermoplaste oder Metalle wie Stahl, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen – einfach an ihre Leistungsgrenzen stoßen. Hier kommen die LFT-Stärken in den unterschiedlichsten Bauteilen dann ganz klar zum Tragen:
- Hohe Festigkeit und Steifigkeit
- Geringe Kriechneigung
- Bessere Oberflächenqualität
- Geringere Schwindung und dadurch weniger Verzug und höhere Dimensionsstabilität
- Extrem hohe Schlagzähigkeit/Energieaufnahme (insbesondere auch im Tieftemperaturbereich)
Langfaser-Thermoplaste: Für Bauteile auf höchstem Kunststoff-Niveau.
Der erste Schritt zur Erreichung der optimalen Werkstoff-Leistungsfähigkeit im Bauteil ist dabei die Schaffung einer innigen Verbindung zwischen Polymer und Faser, bei der weitere Additive nicht unberücksichtigt bleiben dürfen. Dies ist eine regelrecht aufwendige Kunstform, die sehr weit über das „Zusammenrühren, Schmelzen und Schneiden” hinausgeht. Dieser Geburtsprozess – die Kombination/Compoundierung von Polymer und Faser – spielt eine entscheidende Rolle sowohl im gesamten weiteren Materialentwicklungs- als auch im späteren Fertigungsprozess.
Dann kommt es darauf an, diese Faserlänge möglichst gut bis ins Bauteil zu transportieren. Gelingt das nicht, geht der eigentliche „LFT-Vorteil” verloren und der Langfaserthermoplast fällt teilweise auf die Leistungsfähigkeit eines kurzfaserverstärkten Materials zurück – dies ist dann insbesondere an der Schlagzähigkeit unmittelbar erkennbar.
Hierzu ist es nötig, die gesamte Prozesskette zu betrachten und möglichst zu adaptieren beziehungsweise zu optimieren. Von der Artikel- und Werkzeugkonstruktion über die Maschinenausrüstung bis hin zu Verarbeitungsparametern wie zum Beispiel Temperaturen, Drehzahlen, Drücken und Geschwindigkeiten.
Die Länge der LFT bis ins Bauteil aufrecht zu halten ist eine Kunst für sich.
Diese Betrachtung und Adaptierung mag in den Ohren des ein oder anderen Produktentwicklers, Werkzeugbauers oder Verarbeiters komplex und aufwendig klingen – sie gehört aber für einen Materialentwickler wie LEHVOSS zu den Selbstverständlichkeiten seiner Beratungsleistung. Denn nur so ist gewährleistet, dass Langfaser-Thermoplaste ihre volle Leistungsfähigkeit entfalten können. Sowohl hinsichtlich des Bauteils selbst als auch hinsichtlich der Verarbeitung – denn diese gestaltet sich häufig wesentlich maschinen- und werkzeugschonender als bei der Verarbeitung von kurzfaserverstärkten Thermoplasten.
Das Ergebnis einer anwendungsspezifischen Materialentwicklung: speziell modifizierte, hochleistungsfähige Langfaser-Thermoplaste nach Maß.
Gerade durch eine bedarfsgerechte Rezeptierung von Polymer, Fasertyp, Faserlänge, Additiv (wie zum Beispiel PTFE) und Faseranteil erreichen die LFT ein Leistungsniveau, das durch eine Reihe von Merkmalen überzeugt. Gerade gegenüber ihren „kleinen Geschwistern”, den kurzfaserverstärkten Thermoplasten (Short Fiber Thermoplastics (sFT)) können sie dabei punkten:
- Wenn beispielsweise eine hohe Relaxationsbeständigkeit (Kriechfestigkeit) gefordert ist, können LFT die technische Lücke gegenüber sFT schließen.
- LFT sind weniger kritisch, wenn Bauteile mit dicken Wänden oder großen Wanddickensprüngen realisiert werden sollen. Das Risiko von Lunkern und Einfallstellen ist im Vergleich zu sFT deutlich geringer.
- Das Füllverhalten von LFT ist im Vergleich zu sFT generell günstiger, da der Fülldruck und der Nachdruck besser durch die Schmelze geleitet werden.
- Im Allgemeinen weisen LFT-Bauteile eine geringere Anisotropie gegenüber sFT auf.
- Darüber hinaus weisen LFT eine Schlagzähigkeit auf, die mit handelsüblichen sFT nicht erreicht werden kann (Ausnahme: LUVOCOM XCF).
Dazu kommen weitere Stärken – hier auf den Punkt gebracht:
- Bessere Oberflächenqualität
- Gute Färbbarkeit
- Weniger Verzug und höhere Dimensionsstabilität
- Isotropie
- Geringere Schwindung
- Besseres Ermüdungsverhalten
- Bessere Abschirmung (mit Carbon- oder Stahlfasern)
Fazit: LFT steigern die Bauteilleistung und verringern gleichzeitig die Maschinenbelastung
Mit LFT lassen sich technische und wirtschaftliche Grenzen verschieben und neu definieren. Wenn man einen Materialentwickler zur Seite hat, der über das Know-how, das Gespür und die Erfahrung verfügt, die es braucht, um neue Wege konstruktiv zu beschreiten. Der in der Lage ist, mittels seiner Beratungsleistung das Thema Langfaser Thermoplaste auf ein ganz neue Ebene zu heben und somit auch eine ganz neue Perspektive für den Einsatz von LFT entwerfen und verankern kann. LEHVOSS Materialentwickler können genau das.
Steigen Sie hier direkt tiefer in die Materie ein und informieren Sie sich in unserem Ratgeber:
