Header Glossar

 

Von Basotect über EPDM bis Zellkautschuk

Glossar

Auf dieser Seite möchten wir Ihnen gern kontinuierlich Infos und Erklärungen über Materialarten, Produkteigenschaften & Fertigungsmethoden im Bereich Dichtungstechnik zur Verfügung stellen. Bitte beachten Sie, dass es sich dabei um Übersichtsartikel handelt. Irrtum und Änderung vorbehalten.

windowSafe® Glossar 1
Abkürzungen und Kurzzeichen

 

CR

=

 Chloropren-Kautschuk

EPDM

=

 Ethylen-Propylen-Dienpolymerisat-(Terpolymer)-Kautschuk

FKM

=

 Fluorkautschuk

NBR

=

 Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (Nitrilkautschuk)

NR

=

 Naturkautschuk

PA

=

 Polyamid

PE

=

 Polyethylen

PE-E

=

 Polyethylen, expandiert (geschäumt)

PE-HD

=

 Polyethylen hoher Dichte

PE-LD

=

 Polyethylen niedriger Dichte

PE-X

=

 Polyethylen, vernetzt

PP

=

 Polypropylen

PS

=

 Polystyrol

PS-E

=

 Polystyrol, geschäumt

PTFE

=

 Polytetrafluorethylen

PUR

=

 Polyurethan

PVC

=

 Polyvinylchlorid

SBR

=

 Styrol-Butadien-Kautschuk

SCR

=

 Styrol-Chloropren-Kautschuk

SI

=

 Silikon

SR

=

 Polysulfid-Kautschuk

TPE

=

 Thermoplastische Elastomere

TPX

=

 Thermoplastische Elastomere, vernetzt

 

**********************************************************************************************************************************************

Absorption

 

>> Siehe Artikel "Dämpfung"

 

**********************************************************************************************************************************************

Beschichten

 

Als Beschichtung werden in der Fertigungstechnik alle Verfahren nach DIN 8580 bezeichnet, die zum Aufbringen einer festhaftenden Schicht aus formlosem Stoff auf die Oberfläche eines Werkstückes genutzt werden.

Beschichtungsverfahren unterscheiden sich durch die Art der Schichtaufbringung in chemische, mechanische, thermische und thermomechanische Verfahren.

>> Weitere Informationen unter "Polymerbeschichten"

 

**********************************************************************************************************************************************

Brennbarkeit nach UL94

 

Die Vorschrift UL94 „Tests for flammability of plastic materials in devices and applications“ der Underwriter Laboratories (UL) beschreibt ein Verfahren zur Beurteilung und Einordnung von Kunststoffen gemäß ihrer Brennbarkeit.

Dabei wird ein Kunststoffprobekörper unter definierten Bedingungen der Flamme eines Bunsenbrenners ausgesetzt. Brennbarkeit und Nachbrennverhalten werden nach bestimmten Kriterien bewertet.

Die Klassifizierung richtet sich danach, ob der Probekörper horizontal oder vertikal beflammt wurde.

HB = langsames Brennen einer horizontal eingespannten Probe

V-2 = Verlöschen einer vertikal eingespannten Probe innerhalb von 30 Sekunden

V-1 = wie V-2, jedoch kein brennendes Abtropfen von Kunststoffschmelze zulässig

V-0 = wie V-1, jedoch Verlöschen der Flamme innerhalb von 10 Sekunden

Analoge Prüfverfahren sind beispielsweise DIN VDE 0304-3, DIN 54836 und ASTM D 635.

 

**********************************************************************************************************************************************

Cellasto®

 

Cellasto® ist ein Hightech-Elastomer, das auf zelligem Polyurethan basiert. Das Material ist hoch belastbar und besitzt zahlreiche charakteristische Eigenschaften:

>> ausgezeichnete Feder- und Dämpfungseigenschaften

>> hohe Volumenkompressibilität

>> geringer Druckverformungsrest

>> sehr gutes statisches & dynamisches Langzeitverhalten

>> Temperatureinsatzbereich von -30°C bis +80°C

>> gute Chemikalienbeständigkeit

Verglichen mit zelligen Kautschukprodukten ist Cellasto® in der Regel robuster, länger haltbar und verfügt über die besseren physikalischen Eigenschaften für die Dämpfung von Schwingungen aller Art.

Da sich Cellasto® bei Stauchung nur minimal ausdehnt, eignet es sich ideal für den Einsatz in engen Fahrwerksräumen und wird deshalb bevorzugt in der Autoindustrie eingesetzt.

 

**********************************************************************************************************************************************

CR-(Chloropren)-Kautschuk

 

Eigenschaften von CR-Kautschuk

+  schwer entflammbar
+  gute Ozonbeständigkeit (mit entsprechenden Zusätzen)
+  gute Alterungsbeständigkeit (mit entsprechenden Zusätzen)
+  gute Chemikalienbeständigkeit

-  für elektrische Isolierungen weitgehend ungeeignet
-  geringe Beständigkeit gegen Kraftstoffe

Daten und Fakten zu CR-Kautschuk

Härte: 20° bis 90° Shore A
Stoßelastizität: 20 bis 50%
Zugfestigkeit: 7 bis 25 N/mm²
Reißdehnung: 100 bis 900%
Druckverformungsrest: 25 bis 80% (bei 70h und 100°C)
Temperaturbeständigkeit: -40°C bis +120°C

 

**********************************************************************************************************************************************

Dämpfung

 

Unter Dämpfung (Absorption) versteht man die Umwandlung von Bewegungsenergie in eine andere, für das Schwingungssystem nicht mehr relevante Energieform (Energiedissipation).

Im Gegensatz dazu geht es bei der Dämmung (Isolation) darum, die Ausbreitung von Energie zu vermindern.

So wird beispielsweise bei der Schalldämmung die Schallübertragung soweit wie möglich durch reflektierende Hindernisse, wie z.B. massive Wände, abgeblockt. Bei der Schalldämpfung dagegen wird in den meisten Fällen Schallenergie in Wärme umgesetzt.

 

**********************************************************************************************************************************************

Druckfestigkeit

 

Als Druckfestigkeit bezeichnet man die Druckspannung bei Bruch des Probekörpers. Kann kein Bruch im Material festgestellt werden, so existiert keine messbare Druckfestigkeit. In diesem Fall werden andere Eigenschaften des Materials gemessen und angegeben.

 

**********************************************************************************************************************************************

Eigenschaften (Elastomere & Thermoplaste)

 

Kunststoffe – darunter Thermoplaste wie Polyethylen und Elastomere wie Kautschuk – bilden eine enorm umfangreiche Materialgruppe. Die nachfolgend aufgeführten Eigenschaften dienen deshalb dazu, Kunststoffe zu klassifizieren, zu ordnen und richtig einzusetzen.

Mechanische Eigenschaften
>> Elastizität
>> Härte
>> Schlagzähigkeit

Thermische Eigenschaften
>> Gebrauchstemperaturen
>> Wärmeformbeständigkeit
>> Wärmeleitwert
>> Brennverhalten

Elektrische Eigenschaften
>> Spezifischer Durchgangswiderstand
>> Spezifischer Oberflächenwiderstand
>> Durchschlagsfestigkeit

Beständigkeit gegen
>> Feuchtigkeit
>> Chemikalien
>> Verschleiß
>> Alterung
>> Witterung
>> Strahlung

 

**********************************************************************************************************************************************

Elastomere

 

Elastomere werden häufig auch als Gummi bezeichnet, wobei es sich dabei aber nur um eine Kunststoffart aus der Gruppe der Elastomere handelt.

Elastomere zeichnen sich durch die folgende Haupteigenschaften aus:

Sie sind gummielastisch.

Sie sind nicht nicht schmelzbar.

Sie besitzen i.d.R. keine thermoplastischen Eigenschaften.

Sie sind nicht lösungsmittellöslich.

Elastomere sind elastisch verformbare Kunststoffe, deren Glasübergangspunkt sich unterhalb der Einsatztemperatur befindet. Sie können unter Zug- und Druckbelastung verzerrt, gezogen oder gebogen werden, finden aber danach wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück. Elastomere finden Verwendung als Material für Reifen, Gummibänder, Dichtungsringe, usw. Die bekanntesten Elastomere sind Naturkautschuk und Silikonkautschuk.

Ursache ihrer Elastizität ist überwiegend die Fähigkeit der geknäulten Polymerketten, auf eine Zugbelastung mit einer Streckung bzw. Entflechtung der Ketten zu reagieren. Nach Abfall der Zugbelastung relaxieren die Ketten wieder in ihren statistisch bevorzugten knäuelartigen Zustand zurück. Dieses Phänomen äußert sich durch ein Strecken unter Zugspannung und das anschließende Zusammenziehen nach Abfall der Spannung.

Um ein Aneinandervorbeigleiten der Ketten unter Belastung zu vermeiden, werden sie durch Schwefelbrücken untereinander verbunden. Beim Zusatz von viel Schwefel bei der Vulkanisation entsteht somit Hartgummi, bei der Zugabe von wenig Schwefel Weichgummi.

 

**********************************************************************************************************************************************

Elektrostatische Eigenschaften

 

Als elektrisch nicht leitende Werkstoffe lassen sich Kunststoffe elektrostatisch aufladen. Die Aufladung erfolgt durch die Berührung und anschließende Trennung zweier elektrisch neutraler Körper. Die Ladungen bleiben bei Isolierstoffen an der Oberfläche und fließen mehr oder weniger schnell in die Erde ab.

Die Folgen elektrostatischer Aufladung sind Staubanziehung, aber auch elektrischer Überschlag. Wenn man mit der Hand eine Zeitlang über ein Kunststoffgeländer gleitet, plötzlich Metall berührt und einen elektrischen Schlag verspürt, ist das harmlos, da die Ladungsmenge minimal gering ist, selbst wenn die Spannung zur Funkenbildung ausreicht.

Kritisch hingegen sind solche Überschläge z.B. in explosionsgefährdeten Räumen oder bei elektronischen Datenspeichern.

Nach DIN 53 486 ist ein Verfahren definiert, nach dem die maximal erreichbare Aufladung eines Materials ermittelt wird.

 

**********************************************************************************************************************************************

Extrusion

 

Das Wort Extrusion kommt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie "hinaus stoßen" oder "hinaus treiben". Bei der Extrusion (auch "Strangpressen" genannt) werden feste bis dickflüssige härtbare Massen unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung (Düse, Matrize oder Mundstück) herausgepresst. Dabei entstehen Körper mit dem Querschnitt der Öffnung in theoretisch beliebiger Länge.

Produkte der Extrusionstechnik findet man in zahlreichen Anwendungsgebieten wieder. Es gibt unterschiedliche Verfahren in der Extrusionstechnik, die man in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials, der Druckerzeugung und dem gewünschten Ergebnis unterscheidet. Bei der Kaltextrusion wird mit niedrigen Drücken, Temperaturen und Scherkräften, bei der Warmextrusion mit höheren Temperaturen und bei der Heißextrusion wiederum sowohl mit hohen Drücken als auch mit hohen Temperaturen gearbeitet.

>> Weitere Informationen unter "Koextrusion"

 

**********************************************************************************************************************************************

FKM-(Fluor)-Kautschuk

 

Eigenschaften von FKM-Kautschuk

+  sehr gute Temperaturbeständigkeit
+  hohe Zerreißfestigkeit
+  für niedrige Spannungen geeignet
+  hervorragende Alterungsbeständigkeit
+  hervorragende Ozonbeständigkeit
+  sehr geringe Gasdurchlässigkeit

-  geringe Stoßelastizität (nimmt mit steigenden Temperaturen zu)

 

Daten und Fakten zu FKM-Kautschuk

Härte: 50° bis 95° Shore A
Stoßelastizität: 5 bis 8%
Zugfestigkeit: 7 bis 17 N/mm²
Reißdehnung: 100 bis 300%
Druckverformungsrest: 20 bis 80% (bei 70h und 200°C)
Temperaturbeständigkeit: -20°C bis +200°C

 

**********************************************************************************************************************************************

Fluorpolymer
Gleitreibung

 

Gleitreibung ist der Widerstand eines Materials gegen das Aufrechterhalten einer Relativbewegung zweier sich berührender Körper.

 

**********************************************************************************************************************************************

Haftreibung

 

Die Haftreibung ist der Widerstand eines Stoffes gegen die Überwindung der Adhäsion, d.h. gegen die Einleitung einer Relativbewegung zweier sich berührender Körper.

 

**********************************************************************************************************************************************

Isolation

 

>> Siehe Artikel "Dämmung"

 

**********************************************************************************************************************************************

Koextrusion

 

Koextrusion ist eine Technik zur Herstellung von Kombinationsprodukten. Durch einen kleinen (Ko)Extruder wird ein zweites Material extrudiert, welches mit dem Material aus dem Hauptextruder kombiniert wird.

Ein typisches Beispiel für Koextrusionsprodukte sind kombinierte Dichtungs- und Kantenschutzprofile aus unterschiedlichen Gummiqualiäten.

Hier werden Kantenschutzprofile (z.B. aus EPDM Vollgummi mit eingebetteter Metallverstärkung) mit Hohlkammerprofilen aus Moosgummi (z.B. ebenfalls aus EPDM) koextrudiert. Dadurch können Kanten nicht nur abgedeckt, sondern gleichzeitig abgedichtet werden.

>> Weitere Informationen unter "Extrusion"

 

**********************************************************************************************************************************************

Moosgummi

 

Moosgummi ist ein gemischtzellig getriebener Gummi-Werkstoff von hoher Druckelastizität und gutem Rückstellvermögen. Als Rohstoff kommen Natur- und/oder Synthesekautschuke wie Chloroprene, EPDM, Silikon oder Fluorkautschuke in Frage. Je nach verwendetem Rohstoff erhält Moosgummi seine spezifische Materialstruktur und Eigenschaften.

Häufig verwechselt wird das Material mit dem geschlossenzelligen Zellkautschuk oder auch mit EVA-Schaumstoffen, die im Bastelbereich fälschlicherweise als Moosgummi bezeichnet werden.


Technische Eigenschaften

> gutes Rückstellungsvermögen
> gute Dichtungseigenschaften (mit Haut)
> hohe Kompressibilität
> gute Dämpfungseigenschaften
> flexible Verarbeitungsmöglichkeiten

> Elastizität
Moosgummi besitzt eine hohe Druckelastizität, verbunden mit einem besonders guten Rückstellungsvermögen. Profile und Zuschnitte schmiegen sich auch unter leichtem Druck fest an alle umgebenden Flächen an und dichten so zuverlässig ab.

> Wasserdichtheit
Da das Material nicht geschlossenzellig ist, benötigt Moosgummi, im Gegensatz zu Zellkautschuk, für Dichtzwecke eine geschlossene Außenhaut.


Mischungs-Qualitäten

NR – Naturkautschuk: hohe Elastizität, gutes Kälteverhalten

CR – Chloroprenkautschuk: hohe Flammwidrigkeit, gute Ozon-, Wetter-, Chemikalien- und Alterungsbeständigkeit

SBR – Styrol-Butadien-Kautschuk: gute mechanische Eigenschaften, gute Wärme- und Alterungsbeständigkeit

NBR – Acrylnitril-Butadien-Kautschuk: gute Beständigkeit gegen Benzin, Mineralöle und -fette

EPDM – Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk: hohe Alterungs- und Ozonbeständigkeit, gute Hitze- und Chemikalienbeständigkeit

FPM – Fluorkautschuk: sehr hohe Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, hohe Flammwidrigkeit sowie Alterungs- und Witterungsbeständigkeit

 

Verarbeitungsmöglichkeiten

Moosgummiplatten können per Wasserstrahl geschnitten oder gestanzt weiterverarbeitet werden.

Rundschnüre, Vierkant- oder einfache Formprofile werden in beheizbaren Metallformen vulkanisiert, die dem Endprodukt den gewünschten Querschnitt geben. Dabei erhält die Mischung durch den chemischen Vernetzungsprozess ihre gummielastischen Eigenschaften. Durch den Einsatz von Treibmitteln entstehen die zellige Struktur und schließlich die endgültige Form.

Kompliziertere Querschnitte erfolgen per Extrusion. Dabei wird das Rohmaterial unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst (extrudiert).

Rundschnüre, Vierkant- oder Formprofile wiederum können zu Ring- oder Rahmendichtungen weiterverklebt werden.

 

**********************************************************************************************************************************************

NR-(Natur)-Kautschuk

 

Eigenschaften von NR-Kautschuk

+  reißfest, zugfest und biegefest
+  hochgradig abriebfest
+  nach Zusammensetzung isolierend bis elektrisch leitfähig

-  geringe Alterungsbeständigkeit
-  geringe Witterungsbeständigkeit

Daten und Fakten zu NR-Kautschuk

Härte: 20° bis 95° Shore A
Stoßelastizität: 30 bis 70%
Zugfestigkeit: 7 bis 30 N/mm²
Reißdehnung: 100 bis 900%
Druckverformungsrest: 15 bis 50% (je nach Vulkanisationsgrad)
Temperaturbeständigkeit: -40°C bis +90°C

 

**********************************************************************************************************************************************

Naturkautschuk
Oberflächenwiderstand

 

Das Isolationsverhalten eines Werkstoffes wird definiert vom Widerstand, den er einem durch ihn fließenden elektrischen Strom entgegensetzt.

Dabei berücksichtigt der Durchgangswiderstand lediglich den Strom, der durch das Werkstoffinnere fließt, und schließt den an der Oberfläche fließenden Anteil aus. Der Oberflächenwiderstand, der zwischen zwei auf der Oberfläche des Werkstoffs aufgesetzten Elektroden gemessen wird, berücksichtigt dagegen auch einen Teil des im Inneren fließenden Stroms.

Der Oberflächenwiderstand lässt sich drei Kategorien unterteilen:

elektrostatisch leitfähig
(Oberflächenwiderstand <106 Ohm)

Elektrostatisch leitfähige Materialien sind in der Lage, aufgebrachte Ladungsträger in kürzester Zeit abzuleiten.

elektrostatisch ableitend oder dissipativ
(Oberflächenwiderstand 106 bis 1012 Ohm)

Elektrostatische dissipative Werkstoffe können aufgebrachte Ladungsträger in einer definierten Zeit ableiten. Eine Aufladung dieser Werkstoffe ist begrenzt möglich.

isolierend
(Oberflächenwiderstand >1012 Ohm)

Isolatoren bieten eine sehr geringe Leitfähigkeit. Aus diesem Grund verweilen aufgebrachte Ladungsträger lange auf der Oberfläche dieser Materialien und fließen nur langsam ab. Aufladungen von vielen tausend Volt sind so problemlos möglich.

 

**********************************************************************************************************************************************

Polymerbeschichten

 

Bei der Polymerbeschichtung entstehen durch den Einsatz von Polymeren oder Fluorpolymeren (z.B. Polytetrafluorethylen) hydrophobe, antihaftendede sowie temperaturbeständige Oberflächen.

Polymerbeschichtungen verhindern beispielsweise wirkungsvoll das Anhaften unterschiedlicher Substanzen wie z.B. Klebstoff, Gummi, Kunststoffmaterialien oder Lebensmittelzutaten. Durch gezielte Änderung der Oberflächenstruktur kann der Antihafteffekt durch Reduzierung der Kontaktfläche zusätzlich gesteigert werden (Teflon-, PTFE-, PFA-Beschichtung). Mit eingelagerten Verstärkungsschichten lassen sich Antihaftbeschichtungen darüber hinaus mit verbesserten Gleiteigenschaften und/oder hoher Verschleißfestigkeit kombinieren.

Eingesetzt werden Polymerbeschichtungen z.B. auf Aluminium, Stahl, Edelstahl, Kupfer, Keramiken und auch auf Kunststoffen. Sie sind bis ca. 280°C temperaturbeständig, verfügen oft über eine FDA-Zulassung, und werden daher bevorzugt in der Lebensmittelproduktion eingesetzt (z.B. Behälter, Mehrkopfwaagen, Pfannen).

Bei der Beschichtung von Elastomeren geht es oftmals um bessere Gleiteigenschaften oder aber um die Optimierung der Temperaturbeständigkeit.


Beispiel: Fluorpolymerbeschichtung für EPDM Zellkautschuk

> Schichtdicke 10 – 25 μm
> Temperaturbeständigkeit - 40 bis + 150°C
> Antihaft-Eigenschaft: sehr gut
> Abriebfestigkeit: gut
> Chemikalienbeständigkeit: sehr gut
> Lösemittelbeständigkeit: sehr gut
> Diffusionsfestigkeit: sehr gut
> Brennbarkeit: nicht brennbar
> Biegefestigkeit: sehr gut
> Durchschlagsfestigkeit: sehr gut

 

**********************************************************************************************************************************************

Polymerisation

 

Bei der Polymerisation werden die Ausgangsmoleküle (Monomere), die alle Doppelbindungen aufweisen, durch einen chemischen Prozess zu Makromolekülen (Polymere) zusammengeschlossen, ohne dass sich dabei Nebenprodukte bilden. Dies ist zum Beispiel bei Polyethylen der Fall.

Ausgehend von den Monomeren, die dabei verwendet werden, unterscheidet man zwischen Homopolymerisation (es werden nur gleichartige Ausgangsmoleküle verwendet) und Copolymerisation (es werden unterschiedliche Ausgangsmoleküle verbunden).

 

**********************************************************************************************************************************************

Raumgewicht

 

Das Raumgewicht, auch Rohdichte genannt, ist die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem Volumen inklusive der Porenräume.

Bei Schaumstoffen ist das Raumgewicht eine Bezeichnung der Qualität und wird in Kilogramm pro Kubikmeter ausgedrückt. Je höher das Raumgewicht, desto besser sind oft die Gebrauchseigenschaften. Schaumstoffe mit einem hohen Raumgewicht haben eine hohe Elastizität bei geringer Materialermüdung.

Bei Baustoffen wirkt sich ein steigendes Raumgewicht in der Regelpositiv auf den Schallschutz und negativ auf die Wärmedämmung aus.

>> Siehe auch Artikel "Dichte"

 

**********************************************************************************************************************************************

Reißdehnung
Reißdehnung bei Stahl

 

Die Reißdehnung (auch Bruchdehnung genannt) beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Formänderungen ohne Rissbildung zu widerstehen.  Der Wert wird im Zugversuch mittels Materialprobe ermittelt und gibt die bleibende Verlängerung der Probe in % nach dem Bruch - bezogen auf die Anfangsmesslänge - an.

[Bildquelle: Max-Planck-Institut]

 

**********************************************************************************************************************************************

Rückprallelastizität

 

>> Siehe Artikel "Stoßelastizität"

 

**********************************************************************************************************************************************

SBR-(Styrol-Butadien)-Kautschuk

 

Eigenschaften von SBR-Kautschuk

+  hoher Abriebwiderstand
+  gute Hitze- und Kältebeständigkeit
+  gute Isoliereigenschaften

-  geringe Alterungsbeständigkeit
-  geringe Ozonbeständigkeit

Daten und Fakten zu SBR-Kautschuk

Härte: 30° bis 90° Shore A
Stoßelastizität: 20 bis 55%
Zugfestigkeit: 7 bis 30 N/mm²
Reißdehnung: 100 bis 800%
Druckverformungsrest: 15 bis 50% (je nach Vulkanisationsgrad)
Temperaturbeständigkeit: -50°C bis +100°C

 

**********************************************************************************************************************************************

Shore-Härte

 

Die Shore-Härte ist der Widerstand eines Kunststoffs gegen das Eindringen eines nadelförmigen Körpers unter definierter Federkraft.

Die Messung der Shore-Härte dient zum einen der Gewinnung von Anhaltswerten bei der Werkstoffwahl bzw. beim Werkstoffvergleich und zum anderen der Qualitätskontrolle.

Shore-Härte Prüfverfahren:
Ein Eindringkörper bestimmter Form und Abmessung wird unter der Kraft der Feder mit definierter Charakteristik in den Probekörper eingedrückt. Als Maß für die Härte dient der Weg des Eindringkörpers, gemessen nach einer dimensionslosen Skala von 0 als kleinstem und 100 als größtem Wert.

Shore A
Material: Weichgummi, weichere Kunststoffe
Eindringkörper: Kegelstumpf Ø 0,79 mm
Öffnungswinkel: 35°

Shore D
Material: härtere Kunststoffe
Eindringkörper: Kegel, abgerundet (R = 0,1 mm)
Öffnungswinkel: 30°

Shore 00
Material: ultraweiche, gelartige Kunststoffe
Eindringkörper: Kugelkopf (3/32“)

Prüfnormen, die bei der Bestimmung der Shore-Härte zum Einsatz kommen, sind unter anderem:
DIN 53456
DIN 53505
DIN 53519
DIN 53579
ASTM D 785
ASTM D 2240

 

**********************************************************************************************************************************************

Silikon

 

Der Begriff Silikone, eigentlich Poly(organo)siloxane, bezeichnet eine Gruppe synthetischer Polymere, bei denen Siliciumatome über Sauerstoffatome verknüpft sind. Die Bezeichnung „Silikone“ wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von dem englischen Chemiker Frederic Stanley Kipping (1863–1949) eingeführt.

In der chemischen Struktur von Silikonen können Molekülketten und/oder -netze auftreten. Die restlichen freien Valenzelektronen des Siliciums sind dabei durch Kohlenwasserstoffreste (meist Methylgruppen) abgesättigt. Silikone gehören damit zur Gruppe der Siliciumorganischen Verbindungen.

Aufgrund ihres typisch anorganischen Gerüsts einerseits und der organischen Reste andererseits nehmen Silikone eine Zwischenstellung zwischen anorganischen und organischen Verbindungen ein, insbesondere zwischen Silikaten und organischen Polymeren. Sie sind in gewisser Weise Hybride und weisen ein einzigartiges Eigenschaftsspektrum auf, das von keinem anderen Kunststoff erreicht wird.

Im Dichtungsbereich wird zumeist Methylvinylpolysiloxan verwendet. Produkte aus dem gummielastischen Vollmaterial sowie aus dem entsprechenden Schaum sind sehr gut witterungs-, alterungs-, UV- und ozonbeständig, je nach Mischung temperaturbeständig bis zu 280°C, physiologisch rein, bakteriologisch indifferent sowie in vielen Fällen lebensmitteltauglich und einfärbbar.


>> Weitere Infos unter „Silikonelastomere“ bzw. unter "Silikonschaum"

 

**********************************************************************************************************************************************

Silikonschaum

 

Silikonschaum ist überwiegend geschlossenzellig und besitzt eine glatte, geschlossene Außenhaut, die auch wiederholter oder dauerhafter Kompression widerstehen kann. Silikonschaum ist elastisch, verformbar, kompressibel, luft-, wasser- und staubundurchlässig sowie abweisend gegenüber Wasser und organischen Stoffen.

Zudem sind die meisten Silikonschaum-Typen für den Einsatz mit Lebensmitteln geeignet, physiologisch unbedenklich, bakteriologisch indifferent, allergieneutral und fungizid. Silikonschaum enthält keine giftigen Substanzen, ist nicht korrosiv, nicht haftend und nicht elektrisch leitfähig.

Darüber hinaus erfüllt Silikonschaum Anforderung der Industrie nach Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen von -50°C bis +230°C. Sondertypen sind sogar bis 280°C temperaturbeständig oder flammhemmend nach UL94.


>> Weitere Infos unter „Silikon“ bzw. unter "Silikonelastomere"

 

**********************************************************************************************************************************************

Spalten

 

Durch den Vorgang des Spaltens werden zumeist in Plattenform vorliegende Materialien auf Verarbeitungsdicke zurechtgeschnitten.

So können aus einer Zellkautschukplatte mit den Abmessungen 1.000 x 1.000 mm und einer Stärke von 40 mm beispielsweise 4 Platten mit den Maßen 1.000 x 1.000 x 10 mm gespalten werden. Da die Dicke von Produkten variiert, steht das Spalten des Ausgangsmaterials oft an erster Stelle des Fertigungsprozesses.

 

**********************************************************************************************************************************************

Stanzen
Stanzen & Kiss Cutting

 

Das Stanzen (auch Bandstahlschnitt genannt) ist eine Fertigungsmethode, die in Bezug auf Elastomere und Schäume häufig zum Einsatz kommt. Dabei wird zunächst eine Stanzform aus Metall gefertigt. Diese wird durch das Material gedrückt. Dadurch entstehen Teile in der gewünschten Form.

Die entstehenden Schneidkanten sind – anders als beim Wasserstrahlschnitt – riefenfrei. Allerdings kann bei größeren Materialstärken leichte Konkavität auftreten.

Eine Sonderform des Stanzverfahrens ist die sogenannte Kiss-Cut-Methode. Dabei wird das Material zunächst einseitig mit Selbstklebefolie ausgerüstet. Beim nachfolgenden Stanzvorgang werden das Material und der Kleber, nicht jedoch das Trägerpapier des Klebers durchtrennt. Resultat ist ein Bogen mit Stanzteilen, die später einfach abgezogen und appliziert werden können.

 

**********************************************************************************************************************************************

Stauchung

 

Ist das Verhältnis in % zwischen der Verformung des Elastomers bei Belastung und seiner unbelasteten Dicke. Die Belastung, die notwendig ist, um eine definierte Stauchung zu erreichen, wird Stauchhärte genannt und in N/mm² angegeben.

 

**********************************************************************************************************************************************

Sylomer®
Sylomer

 

Sylomer ist ein Hightech-Polyurethan-Elastomer, das es sowohl in kompakter als auch in zelliger Form sowie in verschiedenen Farben gibt.

Die Farbe richtet sich dabei nach der Dichte und zeigt damit gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften des jeweiligen Materials an.

Gelb
Dichte: ca. 170kg/m³
Einsatzbereich: 0,011 N/mm²

Grün
Dichte: ca. 210 kg/m³
Einsatzbereich: 0,055 N/mm²

Rot
Dichte: ca. 510 kg/m³
Einsatzbereich: 0,220 N/mm²

Grau
Dichte: ca. 670 kg/m³
Einsatzbereich: 0,45 kg/m²

(Auswahl)

Alle Sylomer®-Materialien zeichnen sich durch besondere Belastbarkeit sowie geringen Abrieb und Verschleiß aus. Darüber hinaus besitzen sie hervorragende Dämpfungseigenschaften, die denen von zelligen Kautschukmaterialien in der Regel überlegen sind. So  wird Sylomer® bevorzugt als Schwingungs- und Trittschalldämpfung eingesetzt.

 

**********************************************************************************************************************************************

Toleranz

 

Als Toleranz bezeichnet man die Begrenzung der zulässigen Abweichung eines Maßes (IST-Maß) von seinem Nennwert (NENN-Maß). Sie ist die Differenz der zulässigen Werte von größtem zulässigen Maß und kleinstem zulässigen Maß. Toleranzen können sich auf unterschiedlichste Artikeleigenschaften (Abmessungen, Gewicht, Beständigkeiten, etc.) aber z.B. auch auf Lieferung oder Lagerung beziehen beziehen.

Im Bereich Dichtungen und Dichtprofile sind unter anderem die folgenden Normen von Interesse:

DIN 7715                    

Gummiteile, zulässige Maßabweichungen (allgemein)

DIN 7715
Teil 5

Platten und Plattenartikel (Stanzteile und Flachdichtungen) aus Weichgummi

DIN ISO 3302-1

Toleranzen für Gummifertigteile

 

**********************************************************************************************************************************************

Verschleiß

 

Als Verschleiß bezeichnet man den fortschreitenden Materialverlust aus der Oberfläche eines Materials, hervorgerufen durch mechanische Ursachen, d.h. durch Kontakt und Relativbewegung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Gegenkörpers. Dabei können zusätzliche thermische und/oder chemische Beanspruchungen mitwirken.

 

**********************************************************************************************************************************************

Vulkollan®

 

Vulkollan® ist ein Hightech-Elastomer, das ausschließlich unter Verwendung von Desmodur 15, einem Spezialwerkstoff der Fa. Bayer AG, hergestellt wird. Es ist in gegossener, gepresster und in geschäumter Form verfügbar und besitzt eine Anzahl charakteristischer Eigenschaften:

> ausgezeichneter mechanischer Verschleißwiderstand
> hohe Stoßelastizität
> geringer Druckverformungsrest
> gute Beständigkeit gegen mineralische Öle, Fette und Benzin
> gute Lösungsmittelbeständigkeit

> Farbe: beige (ggf. einfärbbar)

Zelliges Vulkollan wird im Rohdichtebereich von 300 bis 650 kg/m³ produziert und zeichnet sich gegenüber Kautschukprodukten vor allem durch seine längere Lebensdauer sowie einen geringeren Verschleiß aus.

 

**********************************************************************************************************************************************

Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitwert

 

Die Wärmeleitfähigkeit eines Festkörpers, einer Flüssigkeit oder eines Gases, gewöhnlich ausgedrückt als Wärmeleitzahl oder Wärmeleitwert (λ, k oder κ), ist sein Vermögen, thermische Energie mittels Wärmeleitung zu transportieren.

Gemessen wird dabei die Wärmemenge in Wattsekunde (Ws), die in 1 Sekunde (s) durch eine 1 m dicke Stoffschicht der Fläche 1 m² fließt, wenn der Temperaturunterschied 1 Kelvin (K) ist. Die genaue Einheit ist also Wattsekunde mal Meter pro Quadratmeter, Kelvin und Sekunde.

In der Praxis sind je nach Einsatzzweck ganz unterschiedliche Wämeleiteigenschaften gefragt. Eine gute Wärmeleitfähigkeit (hohe λ-Werte) ist beispielsweise gefragt für Kühlkörper, die Wärme gut ableiten sollen, Wärmedämmstoffe sollten hingegen geringe λ- Werte aufweisen.


Wärmeleitwert und U-Wert

In der Bautechnik ist der Wärmeleitwert eines Dämm- oder Dichtstoffes wichtig für die Ermittlung des U-Wertes beispielsweise einer Fassade, eines Fensters oder einer Tür. Je niedriger der λ-Wert des verwendeten Materials, desto niedriger ist der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert), d.h. desto weniger Wärme kann dem Gebäude entweichen. Dies ist vor allem unter Klimaschutzaspekten von Bedeutung.

So werden Profile aus extrudiertem PE-Schaum, der Wärmeleitwerte von < 0,035 W/mK erreicht, mittlerweile in viele Fassadensysteme integriert, um eine noch bessere Wärmedämmung zu erzielen. Der Gesamt-Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) der Fassade kann dadurch um einiges verringert werden.


>> Weitere Informationen unter "Wärmedurchgangskoeffizient"

 

**********************************************************************************************************************************************

Witterungsbeständigkeit

 

Die Witterungsbeständigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, Umwelteinflüssen wie UV-Strahlung, Hitze, Kälte oder Nässe zu widerstehen. Die Messung der Witterungsbeständigkeit ist vor allem deswegen von Bedeutung, weil Umwelteinflüsse die Eigenschaften von Stoffen negativ verändern können.

Unerwünschte Materialveränderungen im Baubereich sind beispielsweise

> Materialverfärbungen
> Versprödung
> Abnahme von Festigkeit, Elastizität und Härte
> Spannungsrissbildung

Materialien, die Witterungseinflüssen sehr gut widerstehen können, sind beispielsweise Vollgummi, Moosgummi oder Zellkautschuk auf EPDM-Basis.

 

**********************************************************************************************************************************************

Zugfestigkeit

 

Die Zugfestigkeit beschreibt, wie stark ein Material maximal belastbar ist. Wird der Wert überschritten, versagt der Werkstoff. Bereits vorher kommt es in der Regel aber schon zu Verformungen. Gemessen wird die Zugfestigkeit in N/mm²  oder MPa (Kraft pro Fläche).

Die Ermittlung der Zugfestigkeit erfolgt im Zugversuch mittels Materialprobe. Eine Probe mit definierter Querschnittsfläche wird hierbei bis zum Bruch bei geringer Geschwindigkeit gleichmäßig gedehnt. Der Wert ermittelt sich aus dem Verhältnis der einwirkenden Kraft zur Längenänderung des Materials.  

 

**********************************************************************************************************************************************

Abrieb

 

Abrieb ist die unerwünschte Veränderung der Oberfläche eines Materials durch das Lostrennen kleiner Teilchen infolge mechanischer Beanspruchung.

 

**********************************************************************************************************************************************

Basotect®

 

Basotect ist ein flexibler, offenzelliger Schaumstoff aus Melaminharz, einem duroplastischen Kunststoff.

Technische Eigenschaften von Basotect®

> temperaturbeständig bis 240 Grad
> schwer entflammbar
> leicht
> elastisch
> schallabsorbierend
> wärmedämmend

Aufgrund seiner Eigenschaften wird Basotect eingesetzt, um Gebäude, Autos und Züge akustisch und thermisch zu dämmen. Es gibt den Schaumstoff in mehreren Ausführungen und für unterschiedliche Anwendungen.

 

**********************************************************************************************************************************************

Basotect
Brandverhalten

 

Das Brandverhalten bezeichnet alle physikalischen und chemischen Veränderungen eines Materials, das dem Feuer ausgesetzt wird und unkontrolliert brennt, einschließlich seiner Auswirkungen auf die Umgebung.

Die Prüfung und Kategorisierung erfolgt (nach DIN 4102-1) in den Klassen:

A1 = nicht brennbar

A2 = nicht brennbar

B1 = schwer entflammbar

B2 = normal entflammbar

B3 = leicht entflammbar


bzw. nach den europäischen Brandschutzklassen gemäß DIN EN 13501-1 (Dokument aufrufen)

Neben dem Brandverhalten, welches die Reaktion des Materials auf unkontrolliertes Brennen beschreibt, können das Brennverhalten (Brandverhalten bei kontrollierter Beflammung), die Entzündbarkeit sowie die Entflammbarkeit (Brennbarkeit unter einer Flamme) geprüft und klassifiziert werden.

Die Ergebnisse der Prüfungen zum Brandverhalten lassen sich in der Regel kaum mit dem Geschehen bei einem wirklichen Brandfall vergleichen. Sie gestatten jedoch eine gute Reproduzierbarkeit und den Vergleich des Verhaltens verschiedener Werkstoffe unter den jeweiligen Prüfbedingungen.

Für die verschiedenen Anwendungsbereiche existieren spezifische Prüfvorschriften und -verfahren, z.B. für die Bauindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, etc. In den verschiedenen nationalen und internationalen Normenwerken besteht eine Vielzahl von Prüfnormen, -verfahren und -vorschriften, die sich zum Teil nicht oder nur unwesentlich voneinander unterscheiden.

 

**********************************************************************************************************************************************

Bruchdehnung

 

>> Siehe Artikel "Reißdehnung"

 

**********************************************************************************************************************************************

Chemische Beständigkeit

 

Durch die chemische Beständigkeit wird allgemein die Widerstandsfähigkeit von Materialien gegen die Einwirkung von Chemikalien beschrieben.

Die Unterteilung erfolgt meist in drei Hauptkategorien:

Sehr gut - ausgezeichnet: Der Werkstoff behält seine charakteristischen mechanischen (z. B. Festigkeit), physikalischen (z. B. Färbung) und chemischen (z.B. Gemisch) Eigenschaften trotz beliebig langen Kontaktes mit der zu testenden chemischen Substanz unverändert bei. Da dieser Idealzustand praktisch nie vorkommt, gilt in der Technik ein Werkstoff auch dann durchaus noch als „beständig“, wenn er nur sehr langsam angegriffen wird.

Befriedigend - gut: Der Werkstoff behält seine charakteristischen Eigenschaften (s.o.) für eine begrenzte, für den Einsatzzweck akzeptable Zeitspanne oder innerhalb spezieller Grenzen der Einsatzbedingungen.

Keine - gering: Der Werkstoff verliert seine charakteristischen Eigenschaften (s.o.) innerhalb sehr kurzer Zeit – bzw. schneller, als der Einsatzzweck erfordert.

 

**********************************************************************************************************************************************

Beständigkeitsliste Elastomere
Dämmung

 

Bei der Dämmung (Isolation) geht es darum, die Ausbreitung von Energie (Wärme oder Schall) möglichst zu verhindern oder einzuschränken. 

Im Gegensatz dazu versteht man unter Dämpfung (Absorption) die Umwandlung von Bewegungsenergie in eine andere, für das Schwingungssystem nicht mehr relevante Energieform (Energiedissipation).

So wird beispielsweise bei der Schalldämmung die Schallübertragung soweit wie möglich durch reflektierende Hindernisse, wie z.B. massive Wände, abgeblockt. Bei der Schalldämpfung dagegen wird in den meisten Fällen Schallenergie in Wärme umgesetzt.

 

**********************************************************************************************************************************************

Dichte

 

Die Dichte (auch spezifische Masse genannt) ist der Quotient aus Masse und Volumen eines Elastomers. Die Prüfung erfolgt in der Regel nach DIN 53420.

Bei zelligen Materialien wie Zellkautschuk, Moosgummi oder Zellpolyethylen wird in der Regel die Rohdichte (auch Raumgewicht) angegeben. Im Gegensatz zur Reindichte, die nur die Dichte des reinen Stoffes angibt, umfasst die Rohdichte auch Poren, Zellen und Einschlüsse.

>> Siehe auch Artikel "Raumdichte"

 

**********************************************************************************************************************************************

Druckverformungsrest

 

Nach DIN 53 517 bzw. DIN ISO 815 oder ASTM D 395 wird der Druckverformungsrest (DVR, engl. compression set) bei konstanter Verformung gemessen. Angegeben wird dabei der Verformungsanteil des Testmaterials.

Das Verfahren:

Zur Bestimmung dieser Größe wird ein zylindrischer Prüfkörper um z.B. 25% zusammen­gedrückt und bei bestimmter Temperatur eine gewisse Zeit so gelagert. 30 Minuten nach der Entlastung wird bei Raumtemperatur wieder die Höhe gemessen und daraus die bleibende Verformung ermittelt. Ein DVR von 0% bedeutet, dass der Körper seine ursprüngliche Dicke wieder voll erreicht hat (in der Realität unmöglich), ein DVR von 100% sagt, dass der Körper während des Versuchs völlig verformt wurde und keine Rückstellung zeigt.

Beispiel: Silikonschaum, schwarz (160 kg/m³)

Druckverformungsrest 15% (50% Stauchung, 22h, 70°C und 10 mm Dicke)

Im vorliegenden Fall wurde ein Prüfkörper mit der Dicke 10 mm um 50% zusammengedrückt und bei einer Temperatur von 70°C 22 Stunden so gelagert. Nach der Entlastung wurde eine bleibende Verformung von 15% ermittelt.

 

**********************************************************************************************************************************************

Druckverformungsrest
Elastizität

 

Mit Elastizität wird diejenige Materialeigenschaft bezeichnet, welche ein Elastomer nach seiner Verformung wieder in die ursprüngliche Form versetzt. Aufgrund ihrer übergreifenden Bedeutung für diese Materialgruppe werden Elastomere überhaupt als solche bezeichnet.

 

**********************************************************************************************************************************************

Elektrische Eigenschaften

 

Voraussetzung für die elektrische Leitfähigkeit ist die Beweglichkeit der Elektronen innerhalb eines Stoffes. Da diese in Polymeren (Kunststoffen) gewöhnlich fehlt, sind Elastomere, Thermoplaste und Duroplaste hervorragende Isolatoren, d.h. sie leiten in der Regel nicht.

Allerdings gibt es Verfahren, die unter Zugabe von Fremdsubstanzen, Elektronen zuführen oder entfernen, wodurch eine elektrische Leitfähigkeit erzeugt wird.

Elektrische Materialeigenschaften können mit den folgenden Messwerten ausgedrückt werden:

>> Elektrischer Widerstand R

>> Spezifischer elektrischer Widerstand r

>> Elektrische Leitfähigkeit s

>> Isolationswiderstand

>> Durchgangswiderstand RD

>> Spezifischer Durchgangswiderstand rD

>> Flächendurchgangswiderstand RA

>> Oberflächenwiderstand RS


Geprüft werden die oben stehenden Werte mit geometrisch einfachen Probekörpern, an die geeignete Elektroden angeschlossen werden.

 

**********************************************************************************************************************************************

EPDM

 

Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (Kurzzeichen EPDM) ist ein terpolymeres Elastomer (Gummi), also ein synthetischer Kautschuk.

Die Verwendung von EPDM-Kautschuk

Seine gesättigte Molekularstruktur führt zu Eigenschaften wie hoher Wetter- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, ausgezeichneter Ozon- sowie Temperaturresistenz. EPDM ist beständig gegen Sauerstoff und verdünnte Säuren, nicht aber gegen Mineralölprodukte. Die Arbeitstemperaturen des Materials liegen üblicherweise zwischen -30°C und +120°C. In geschlossenen Heißwasserkreisläufen sind Temperaturen bis ca. +200 °C möglich.

EPDM wird wegen seiner hohen Elastizität und guten chemischen Beständigkeit standardmäßig im Dichtungsbereich eingesetzt: z.B. als Gleitring- oder Flachdichtungen. Seine Eignung im Einsatz mit Heißwasser und heißer Luft bis 150°C macht EPDM zu einem gängigen Werkstoff für die Herstellung von Schläuchen und Dichtungen für Waschmaschinen und Geschirrspüler. Häufig wird das Material auch in Verbindung mit Lebensmitteln (Freigaben nach FDA, KTW oder WRC) und in der Pneumatik eingesetzt.

EPDM ist mengenmäßig der am meisten eingesetzte Dichtungswerkstoff in der Automobilindustrie und zunehmend auch im Baubereich, besonders bei Fassaden.

Eigenschaften von EPDM-Kautschuk

+ gute Witterungs- und Ozonbeständigkeit
+ gute Alterungsbeständigkeit
+ gute Chemikalienbeständigkeit
+ hohe Elastizität
+ gutes Kälteverhalten
+ sehr gutes elektrisches Isoliervermögen

- geringe Mineralölbeständigkeit

Daten und Fakten zu EPDM-Kautschuk

Härte: 20° bis 85° Shore A
Stoßelastizität: 40 bis 60%
Zugfestigkeit: 7 bis 20 N/mm²
Reißdehnung: 150 bis 600%
Druckverformungsrest: ca. 30% (bei Schwefelvernetzung bzw. bei 22h und 100°C)
Temperaturbeständigkeit: -50°C bis +150°C

 

**********************************************************************************************************************************************

FDA Zulassung

 

In den USA gelten für Kunststoffe, die zur Herstellung von "Bedarfsgegenständen" im Sinne des Lebensmittelgesetztes verwendet werden, die Bestimmungen der FDA (Food and Drug Administration). In diesen werden alle zugelassenen Werkstoffe einschließlich Hilfsstoffen aufgeführt. Eine Ausnahme bilden Bedarfsgegenstände für Trinkwasser, bei denen die hierfür verwendeten Produkte von der NFF zugelassen werden müssen.

 

**********************************************************************************************************************************************

Formbeständigkeit

 

Als Formbeständigkeit ist die Eigenschaft eines Materials zu verstehen, unter bestimmter ruhender Beanspruchung seine Form weitgehend zu bewahren. Geprüft werden kann nach Temperatur oder aber nach mechanischen Belastungen wie Druck, Zug, etc.

Man unterscheidet reversible (z.B. durch Wärmeausdehnung) und irreversible Formänderungen. Bei Dichtungen und Dämmstoffen werden eventuelle irreversible Formänderungen besonders genau vermessen, da grundlegende Maßveränderungen schon aus physikalischen Gründen (Verlust der Dichtigkeit) vermieden werden müssen.

 

**********************************************************************************************************************************************

Gummi

 

Ursprünglich bezeichnete der Begriff "Gummi" alle Kautschukarten und kautschukähnlichen Pflanzensäfte, die beim Eintrocknen durch Polymerisation zu plastisch-elastischen Feststoffen verhärten.

Kautschuk ist im Milchsaft (Latex) von tropischen Pflanzen enthalten und wird hauptsächlich aus dem Kautschukbaum (Hevea brasiliensis, Wolfsmilchgewächs) gewonnen. In der Natur dient er dem Schutz des Baumes, denn er dichtet verletzte Stellen gegen Bakterienbefall ab. Pflanzlicher Kautschuk wird auch Naturkautschuk bzw. Naturlatex genannt.

Mit dem Werkstoffbegriff "Gummi" wird heute dagegen meist nur noch vulkanisierter Kautschuk bezeichnet.

Gummi ist allgemein als elastischer und relativ strapazierfähiger Feststoff bekannt. Man unterscheidet zwischen Weichgummi, einem elastischen Material mit einem Schwefelanteil zwischen 5 und 10 Gew.-% und dem festeren Hartgummi mit einem Schwefelgehalt von 30 bis 50 Gew.-%.

Heute wird Kautschuk hauptsächlich synthetisch hergestellt. Synthetischer Kautschuk besteht meist aus Styrol und Butadien, andere Rohstoffbasen sind Styrolacrylat, Reinacrylat und Vinylacetat. Die erste wirtschaftlich nutzbare Mischung war Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), eine weitere Chloropren-Kautschuk (CR oder Neopren). Andere wirtschaftlich wichtige Synthesekautschuke sind Butadien-Kautschuk (BR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und Polyisopren-Kautschuk (IR).

 

**********************************************************************************************************************************************

Härte

 

Die Härte ist der Widerstand eines Körpers gegen das Eindringen eines anderen (härteren) Körpers bestimmter Form unter definierten Bedingungen. Bei Elastomeren erfolgt die Härteprüfung überwiegend nach Shore.


>>  Siehe auch Artikel „Shore-Härte“

 

**********************************************************************************************************************************************

Kleben

 

Geklebt werden Materialien vor allem dann, wenn das Rohmaterial nicht die benötigten Abmessungen erreicht.

So werden beispielsweise für ein Zellkautschukteil mit der Stärke 70 mm zunächst zwei Platten in 35 mm-Stärke verklebt, da die Rohmaterialblöcke in der Regel keine 70 mm dich sind. Danach wird aus der entstandenen 70-mm-Platte das gewünschte Produkt geschnitten.

Im Profilbereich wird Verklebung häufig eingesetzt, um Längen zu realisieren, die das Rohmaterial nicht hergibt. So werden bei der Zellkautschukprofilherstellung einzelne Platten aneinander geklebt, auf eine Walze gewickelt und als fertiges Rollenmaterial von der Walze heruntergeschnitten.

 

**********************************************************************************************************************************************

Lastspitzen

 

Sind kurzzeitig und selten einwirkende Belastungen, die in der Regel in N/mm² gemessen werden. Zellige Elastomere können Lastspitzen mit Belastungen weit über dem 20-fachen der statischen Dauerlast aufnehmen, ohne dass sie geschädigt werden.

 

**********************************************************************************************************************************************

NBR-(Acrylnitril-Butadien)-Kautschuk

 

Eigenschaften von NBR-Kautschuk

+  hohe Stoßelastizität
+  hohe Kraftstoff- und Mineralölbeständigkeit
-  für elektrische Isolierungen ungeeignet

-  geringe Alterungsbeständigkeit
-  geringe Witterungsbeständigkeit

Daten und Fakten zu NBR-Kautschuk

Härte: 30° bis 90° Shore A
Stoßelastizität: 15 bis 60%
Zugfestigkeit: 7 bis 25 N/mm²
Reißdehnung: 100 bis 700%
Druckverformungsrest: 15 bis 60% (bei 22h und 70°C)
Temperaturbeständigkeit: -50°C bis +120°C

 

**********************************************************************************************************************************************

Oberflächenbehandlung

 

Unter Oberflächenbehandlung versteht man alle Technologien mittels derer die Eigenschaften von Oberflächen verändert werden. Durch unterschiedliche Verfahren kann das Material auf ein bestimmtes Anforderungsprofil hin optimiert werden. So können bereits vorhandene Materialeigenschaften verbessert oder zusätzliche Funktionen ermöglicht werden.

Die gängigsten Optimierungsbereiche sind:

mechanischer Schutz (Verschleiß, Reibung)

Barrierefunktion (Korrosionsbeständigkeit, Permeation, Eindiffusion, Wärmeisolation)

Grenzflächenwechselwirkung (Biokompatibilität, Benetzbarkeit, Lackierbarkeit)

elektrische Funktion (Leitfähigkeit, elektrische Isolation)

optische Funktion (Reflexion, Absorption, Dekoration)


Die häufigsten Oberflächenbehandlungen im Bereich Dichtungen und Dichtprofile sind:

>> das Kaschieren (Aufbringung von Haftklebern)

>> das Polymerbeschichten (Antihaft-/Hochtemperaturbeschichtung)

 

**********************************************************************************************************************************************

PE-Schaum

 

Polyethylen-Schaum (auch kurz PE-Schaum genannt) ist auch bekannt unter den Begriffen Zellpolyethylen, Plastazote oder LD29. Irrtümlicherweise wird das Material im Bastelbereich auch als Moosgummi bezeichnet.

Bei geschlossenzelligem Polyethylenschaum unterscheidet man vernetzte PE-Schäume (PE-X) und unvernetzte, extrudierte PE-Schäume (PE-E). Beide Formen unterscheiden sich vor allem in ihren Schmelzpunkten voneinander. Zusätzlich gibt es lebensmittelechte, flammwidrige, elektrisch leitfähige, statisch dissipative und superweiche Polyethylen-Schäume.

Die Härte bzw. Festigkeit von PE-Schaumstoffen wird über das sogenannte Raumgewicht definiert. Dieses reicht üblicherweise von 30 kg/m³ (weich) bis 170 kg/m³ (sehr fest). Für die meisten Anwendungen wird üblicherweise ein Raumgewicht von 45 kg/m³ bis 110 kg/m³ verwendet.


Technische Eigenschaften von PE-Schaum

> variable Raumgewichte (ab 15 kg/m³)

> geringer Wärmeleitwert (ca. 0,04 W/mK)

> hohe chemische Beständigkeit

> fogging- und allergiearm

> hohe Alterungsbeständigkeit

> warmverformbar

> schwerentflammbar (LDFR)

> auch farbig lieferbar

> elektrisch leitfähig oder antistatisch

> flexible Verarbeitungsmöglichkeiten

> kostengünstig

PE-Schaum besitzt exzellente Dämpf-, Dämm- und Isoliereigenschaften.

 

**********************************************************************************************************************************************

Polymere

 

Kunststoffe und Elastomere (Kautschuk) setzen sich aus Grundbausteinen organischer Makromoleküle zusammen. Sie werden allgemein unter dem Sammelbegriff "Polymere" zusammengefasst.

Die Art und Anzahl der Atome in den Makromolekülen und ob sie stark verzweigt oder vernetzt miteinander verbunden sind, bestimmt weitgehend die Eigenschaften des Polymers. Ausgangsstoffe aller Polymere sind die Monomere, die Grundbausteine, die sich in chemischen Reaktionen (z.B. durch Polymerisation) zu Polymeren verbinden. Hauptbestandteil aller organischen Moleküle ist Kohlenstoff (C). Darüber hinaus sind vorrangig Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N) eingebunden. Aber auch Chlor (Cl), Fluor (F) und Schwefel (S) sind vor allem bei den Elastomeren häufig zu finden. Eine quasi eigene Gruppe bilden die Silikone, bei denen an Stelle des Kohlenstoffs Silicium (Si) tritt.

Obwohl der Begriff Polymere für alle Produkte dieser Werkstoffklassen zutrifft, wird nach wie vor zwischen Kunststoffen und Elastomeren unterschieden. Für die Elastomere werden vielfach die Begriffe Kautschuk, Gummi oder Vulkanisat verwendet. Dabei ist allerdings zu beachten, dass Kautschuk der Rohstoff ist, der durch Vulkanisation (Vernetzung) zu Gummi (Elastomer, Vulkanisat) wird.

 

**********************************************************************************************************************************************

Polyurethan (PUR)

 

Polyurethane sind „Allerwelts-Spezialkunststoffe“, deren jährlicher Verbrauch bei mehreren Millionen Tonnen liegt. Man unterscheidet zwischen PUR-Schaumstoffen und zellfreien PUR-Materialien.

PUR-Schaumstoffe sind Leichtwerkstoffe, die zu weniger als 5% aus massivem Material und zu über 95% aus luft- oder treibgasgefüllten Zellen bestehen. Die Dichte von PUR-Schaumstoffen kann bis zu fünfzigmal niedriger als die von Wasser und bis zu zehnmal niedriger als Kork oder Holz sein. In der Praxis wird die Dichte deshalb nicht in g/cm³, sondern in kg/m³ angegeben. Sie bestimmt dabei maßgeblich die Eigenschaften des jeweiligen Schaumstoffmaterials. In der Regel unterscheidet man zwischen offenzelligen Weichschäumen mit geringem Verformungswiderstand und geschlossenzelligen Hartschäumen mit höherem Verformungswiderstand.

Zellfreie Polyurethan-Kunststoffe dagegen können massiv (Elastomere), flächig (Lacke, Beschichtungen, Klebstoffe, etc.) oder in Spezialformen (als Fasern oder Gele) auftreten.

Polyurethan-Elastomere besitzen ähnliche elastische Eigenschaften wie andere Kautschukarten, übertreffen diese jedoch durch hervorragendes Verschleißverhalten und hohe Reißfestigkeit. Ebenso lassen sich auch Polyurethan-Kautschuke zu zelligen Materialien verarbeiten. Diese sind je nach Hersteller bekannt unter Handelsnamen wie: Cellasto®, Vulkollan® oder Sylomer®.

 

**********************************************************************************************************************************************

Reibwert

 

Der Reibwert stellt das Verhältnis des Reibwiderstandes zur Normalkraft dar. Der Reibwert eines Elastomers kann gegenüber Materialien wie Stahl, Beton oder Holz ermittelt werden.

 

**********************************************************************************************************************************************

Rohdichte

 

>> Siehe Artikel "Dichte"

 

**********************************************************************************************************************************************

Rückstellungsvermögen

 

Das Rückstellungsvermögen eines Kunststoffes bezieht sich auf eine vorangegangene Stauchung oder Dehnung des Materials und charakterisiert das Bestreben des Polymers, wieder in seine Ausgangsgeometrie zurückzukehren. Je nachdem wie hoch das Rückstellungsvermögen ist, unterschiedet man zwischen plastischen (verformbaren) und elastischen (gummiartigen) Kunststoffen.

Verformungsverhalten                

Rückstellungsvermögen

Plastisch

< 20%

Elastoplastisch

> 20% bis < 40%

Plastoelastisch

> 40% bis < 70%

Elastisch

> 70%

 

**********************************************************************************************************************************************

Schwindung & Schrumpf

 

Während "Schwindung" die Abnahme der Abmessungen eines Formteils beim Erstarren der Formmasse im Werkzeug bzw. beim Abkühlen von der Verarbeitungs- auf die Raumtemperatur bezeichnet, versteht man unter "Schrumpf" die Maßänderungen, die nach Warmlagerung gemessen werden. Als Ursache für Schrumpfung gelten der Abbau von Molekülorientierungen und die Relaxation von Eigenspannungen.

 

**********************************************************************************************************************************************

Selbstklebende Kaschierung

 

Die gebräuchlichste Form der Kaschierung ist das Auftragen von Haftklebern. Dies geschieht auf Kaschierautomaten, die je nach Anforderung mit Andruckwalzen oder unter zusätzlicher Temperaturbeaufschlagung arbeiten.

Es lassen sich nahezu alle Elastomerqualitäten: Zellkautschuk, Vollgummi, Moosgummi, aber auch PE-Schaum und andere Materialien mit Haftkleber ausstatten. Im Dichtungsbereich dient die Selbstklebe-Kaschierung zumeist als Montagehilfe.

 

**********************************************************************************************************************************************

Silikonelastomere und Silikonkautschuk

 

Silikonkautschuk ist ein anorganisches, synthetisches Elastomer, das aus einem vernetzten Polymer auf Silikonbasis hergestellt und mit einem Füllstoff verstärkt wird. Dadurch bietet es die einzigartige Kombination aus chemischen und mechanischen Eigenschaften, die organische Elastomere nicht erreichen können. Dabei sind es vor allem die enthaltenen Füllstoffe, deren Art und Menge das mechanische und chemische Verhalten der durch die Vernetzung entstehenden Silikonelastomere deutlich beeinflussen.

Diese Eigenschaften machen Silikonkautschuk zum prädestinierten Material für viele Anwendungen – von Backformen bis zu Turboladerschläuchen.

Eigenschaften von Silikonkautschuk

+ sehr gute Ozonbeständigkeit
+ sehr gute Hitzebeständigkeit
+ gute Chemikalienbeständigkeit
+ ausgezeichnete Isoliereigenschaften auch bei hohen Temperaturen
+ leitfähig einstellbar

Daten und Fakten zu Silikonkautschuk

Härte: 20° bis 80° Shore A
Stoßelastizität: 40 bis 60%
Zugfestigkeit: 4 bis 10 N/mm²
Reißdehnung: 100 bis 500%
Druckverformungsrest: 20 bis 25% (bei 70h und 200°C)
Temperaturbeständigkeit: -70°C bis +200°C

Die Vorteile gegenüber organischen Kautschuken

> längere Lebensdauer in ungünstigen Umgebungen

> bessere Witterungsbeständigkeit (Regen, Schnee, Luftfeuchtigkeit, Ozon, UV)

> größeres Temperaturspektrum (von -100° bis 316° ºC)

> bessere elektrische Isoliereigenschaften, die sich unter Einwirkung von Umwelteinflüssen kaum verändern

> dauerhaftere Flexibilität und Elastizität innerhalb eines breiteren Temperaturspektrums

> größere Auswahl an Härtegraden (von 10 bis 80 Shore A)

> zahlreiche Einfärbungsmöglichkeiten (von transparenten bis zu leuchtenden Farben)

> bessere Fließeigenschaften, d.h. einfachere Fertigung

> mehr Verarbeitungsoptionen


>> Weitere Informationen unter „Silikon“ bzw. unter "Silikonschaum"

 

**********************************************************************************************************************************************

Silikonverträglichkeit

 

Die Frage, ob und wie gut sich ein Material mit Silikon verträgt, ist besonders im Baubereich von enormer Bedeutung.

So werden beispielsweise im Fassadenbau Klebstoffe auf Silikonbasis für das sogenannte „Structural Glazing“ verwendet. Dabei werden Glas-, Metall- oder andere Plattenmaterialien mittels Kleber mit der Unterkonstruktion verbunden. Später auf die Fassade einwirkende Kräfte (z.B. durch Wind oder Erdbeben verursacht) werden vom Oberflächenmaterial über den Kleber auf die Gebäudestruktur übertragen.

Werden innerhalb des Glasverbundes Dichtstoffe eingesetzt, müssen diese – ebenso wie alle anderen Fassadenelemente, welche in Kontakt mit dem Kleber stehen – silikonverträglich sein. Entsprechende Kompatibilitätsprüfungen der Verglasungsmaterialien (Dichtungen, Abstandshalter, Hinterfüllmaterial, etc.) werden z.B. durch die Hersteller der Kleber wie Dow Corning oder Sika angeboten.

Die beste Kompatibilität erreichen 100%ige Silikonmaterialien, aber auch bestimmte Polyurethan- und Polyethylenschäume sowie hochwertige Vinyl- und PVC-Werkstoffe können eingesetzt werden.

Gummimaterialien wie CR- und EPDM-Kautschuk können Verfärbungen verursachen und sollten keinen Vollkontakt haben, dürfen aber punktuell verwendet werden

Nicht eingesetzt werden sollten Materialien, die Weichmacher enthalten. Diese können eine Erweichung des Klebers und damit einhergehend Haftverluste bewirken und sind daher nicht für den Direktkontakt mit Silikonklebern zugelassen.

Gibt es keine Eignungsdaten, die mittels Vorprüfung gewonnen wurden, sollten alle eingesetzten Dichtmaterialien projektbezogen auf Ihre Silikonverträglichkeit getestet und freigegeben werden.

 

**********************************************************************************************************************************************

Statische Dauerlast

 

Für stationäre Belastungen defi­niert man die maximale Druckspannung in N/mm², für die ein Elastomer seine typischen elastischen Eigenschaften dauerhaft aufrechterhalten kann.

 

**********************************************************************************************************************************************

Stauchhärte

 

Die Stauchhärte definiert die Pressung in N/mm² die erforderlich ist, um ein Elastomer auf eine gewisse, definierte Stauchung (in %) zusammenzudrücken.

 

**********************************************************************************************************************************************

Stoßelastizität

 

Die Stoßelastizität (auch Rückprallelastizität genannt) beschreibt, wie nachgiebig Elastomere auf Stöße reagieren. Der Wert wird gemessen, indem ein Pendelhammer aus der Horizontalen senkrecht auf das Prüfmaterial fallen gelassen wird. Aus dem Verhältnis der Rückprallhöhe zur Fallhöhe wird die Stoßelastizität in % ermittelt. Je höher die Zahl, desto elastischer das geprüfte Material.

Das Stoßverhalten der meisten Materialien ist ausgesprochen komplex und hängt nicht nur vom Werkstoff, sondern auch von der Probekörpergeometrie, dem Gegenkörper, der Belastungsenergie, dem Spannungszustand im Probekörper sowie der Temperatur ab. Deswegen sind Materialtests im praktischen Umfeld in der Regel erforderlich. 

 

**********************************************************************************************************************************************

Thermoplastische Elastomere (TPE)

 

Thermoplastische Elastomere (kurz TPE) sind Kunststoffe, die sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen.

Eigenschaften von TPE

„Normale“ Elastomere sind Raumnetzmoleküle, deren weitmaschige chemische Vernetzungen nicht ohne eine Zerstörung des Materials gelöst werden können.

Bei den thermoplastischen Elastomeren dagegen werden elastische Polymerketten in thermoplastisches Material eingebunden. Aufgrund dieser besonderen molekularen Struktur hat das Material gummielastische Eigenschaften. Die Verarbeitung erfolgt durch Wärme- und Scherkrafteinwirkung. Das Material kann widerholt aufgeschmolzen und verformt werden. Das bedeutet aber zugleich, dass TPE weniger thermisch und dynamisch belastbar sind als Standard-Elastomere. Dafür entfällt das zeitaufwendige Verfahren der Vulkanisation bei der Herstellung.

Einteilung von TPE

Ähnlich wie bei den klassischen Elastomeren erhält man durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse und Zuschlagmittel maßgeschneiderte Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften.

So decken beispielsweise Polyolefin-Elastomere aus Polypropylen (PP) und Naturgummi (NR) je nach Mengenverhältnis einen weiten Härtebereich ab.

Man unterscheidet folgende Gruppen:

> TPE-O oder TPO = Thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM
> TPE-V oder TPV = Vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM
> TPE-U oder TPU = Thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis
> TPE-E oder TPC = Thermoplastische Polyesterelastomere / Thermoplastische Copolyester,
> TPE-S oder TPS = Styrol-Blockcopolymere (SBS, SEBS, SEPS, SEEPS und MBS)
> TPE-A oder TPA = Thermoplastische Copolyamide

Vorteile von TPE

Die TPE sind kein Ersatz für konventionelle Elastomere, sondern eine Ergänzung, die die Verarbeitungsvorteile der Thermoplaste mit den Werkstoffeigenschaften der Elastomere verbindet.

Aufgrund des einfacheren Herstellung- und Verarbeitungsprozesses sind thermoplastische Elastomere in vielen Bereichen - darunter im Bauwesen und in der Automobilindustrie - beliebt. Sie können extrudiert, spritzgeformt oder auch blasgeformt werden.

Ein weiterer Vorteil der elastischen Kunststoffe ist die Möglichkeit, sie zu schweißen, um wasserfeste Verbindungen zu erzeugen.

 

**********************************************************************************************************************************************

U-Wert

 

Als U-Wert wird im Bauwesen der Wärmedurchgangskoeffizient bezeichnet. Nähere Informationen hierzu finden Sie im Artikel "Wärmedurchgangskoeffizient".

 

**********************************************************************************************************************************************

Vulkanisation

 

Naturkautschuk besteht aus langen Polyisopren-Ketten, welche durch Zusatz von Schwefel unter Druck und Hitze vernetzt werden können, wodurch ein elastisches Material entsteht. Dieser Vorgang wurde 1839 von Charles Goodyear entdeckt und Vulkanisierung genannt. Laut Archäologen kannten mittelamerikanische Ureinwohner das Erhitzen von Kautschuk mit Schwefel allerdings schon vor 3600 Jahren. Die Besonderheit von Gummi besteht darin, dass es extrem dehnbar ist (Elastomer).

Gummi als industriell gefertigter Feststoff ist grundsätzlich vulkanisiert. Unvulkanisierter Kautschuk hätte die Konsistenz von Lakritzschnecken (bricht bei Kälte, klebt und zersetzt sich stinkend bei Sommerhitze) und wäre als Werkstoff praktisch unbrauchbar. Insbesondere für Allergiker existieren Verfahren zur schwefelfreien Vulkanisation, beispielsweise mittels Peroxiden.

 

**********************************************************************************************************************************************

Wärmedurchgangskoeffizient

 

Der Wärmedurchgangskoeffizient, auch U-Wert oder k-Wert genannt, ist ein Maß für den Wärmedurchgang von einem Fluid (ein Gas oder eine Flüssigkeit) durch einen festen Körper (etwa eine Wand) in ein zweites Fluid, der aufgrund eines Temperaturunterschiedes zwischen den Fluiden stattfindet.

Im Fall einer ebenen Wand gibt er den Wärmestrom (Wärmeenergie pro Zeit) je Fläche der Wand und je Kelvin Temperaturunterschied der beiden Fluiden an.

Der Wärmedurchgangskoeffizient wird in der Regel entweder als k-Wert (vor allem in Maschinenbau und Verfahrenstechnik) oder als U-Wert (vor allem im Bauwesen) bezeichnet. Seine Einheit ist W/m²K (Watt pro Quadratmeter und Kelvin). Der Wert selbst ist abhängig von den Wärmeübergangskoeffizienten zwischen dem festen Körper und den Fluiden sowie der Wärmeleitfähigkeit (siehe auch den Artikel zu „Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitwert“) und Geometrie des festen Körpers.


Der U-Wert im Bauwesen

Im Bauwesen ist der Wärmedurchgangskoeffizient ein spezifischer Kennwert. Er wird im Wesentlichen durch die Wärmeleitfähigkeit und Dicke der verwendeten Materialien bestimmt, aber auch durch die Wärmestrahlung und Konvektion an den Oberflächen.

Der Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten ist der Wärmedurchgangswiderstand RT in (K·m²)/W.

Es gilt: je höher der Wärmedurchgangskoeffizient, desto schlechter ist die Wärmedämmeigenschaft des Stoffs. Je niedriger der Wärmedurchgangskoeffizient, desto besser ist die Wärmedämmeigenschaft.


U-Wert und Energiesparverordnung

Besonders wichtig ist der Wärmedurchgangskoeffizient im Bauwesen, weil er zur Bestimmung des Transmissionswärmeverlustes durch Bauteile hindurch dient. Dieser wiederum geht in die Berechnung des Primärenergiebedarfs eines Gebäudes ein. Gemäß der am 10. Oktober 2009 in Deutschland in Kraft getretenen Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverordnung (EnEV) müssen zu errichtenden Gebäude diesbezüglich bestimmte Grenzwerte einhalten. Darüber hinaus schreibt die EnEV Grenzwerte für die Wärmedurchgangskoeffizienten bestimmter Bauteile vor, wenn diese in bestehenden Gebäuden ausgetauscht oder neu eingebaut werden.


>> Weitere Informationen unter "Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitwert"

 

**********************************************************************************************************************************************

Wasserstrahlschneiden
Wasserstrahldüse

 

Beim Wasserstrahlschneiden wird das Material durch einen Hochdruckwasserstrahl getrennt. Dabei werden Drücke von bis zu 6000 bar bzw. Austrittsgeschwindigkeiten von bis zu 1000 m/s erreicht. Aus wirtschaftlichen Gründen wird jedoch zumeist in einem Bereich von 3200 bis 3800 bar gearbeitet.

Ein Vorteil des Wasserstrahlschneidens ist der Umstand, dass sich das Schneidgut bei der Bearbeitung so gut wie nicht erwärmt. Darüber hinaus ist das Schneidwasser aufgrund des hohen Drucks keimfrei (Hochdrucksterilisation). Die Qualität des beim Schneiden verwendeten Wassers muss allerdings bestimmten Mindestanforderungen genügen. Zur Erzielung optimaler Pumpen- und Komponentenstandzeiten ist gegebenenfalls eine spezielle Aufbereitung nötig, die wegen der enorm hohen Drücke viel Erfahrung erfordert.

Da die zu schneidenden Konturen direkt in die Anlage einprogrammiert werden können, entfallen Kosten für Werkzeuge oder Formen. Auch komplexe Konturen sind daher kein Problem. Im Gegensatz zum Stanzen entstehen bei größeren Materialstärken auch keine konkaven Schneidkanten.

  

Verfahrensarten

Reinwasserschneiden (Purwasserschneiden)

Beim Reinwasserschneiden wird lediglich die Strahlenergie des Wassers ausgenutzt. Darum ist das Verfahren grundsätzlich eher für weiche Materialien geeignet. Hier können allerdings Schnittstärken von nur 0,1 mm erreicht werden. Zur Strahlbündelung können Polymere zugesetzt werden. Durch neueste Technologien im Hochdruckpumpensektor können allerdings mittlerweile sogar harte Materialien wie Aluminium bis etwa vier Millimeter Dicke ohne Verwendung von Abrasiven mit einem 6000 bar-Wasserstrahl getrennt werden.

 

Abrasivschneiden

Zur Erhöhung der Schneidleistung wird dem Wasser ein Schneidmittel, ein sogenanntes Abrasiv, zugesetzt. Erst dadurch ist es möglich, Materialien zu schneiden, die mit reinem Wasserstrahl nicht trennbar sind bzw. die eine höhere Schnittqualität erfordern.

Für das Abrasivschneiden benötigt die Wasserstrahlanlage die folgenden zusätzlichen Komponenten:

Reinwasserdüse,

Abrasiv-Mischkammer

Abrasivfokussierdüse/Fokussierrohr

Zuerst wird durch die Reinwasserdüse das hochkomprimierte Wasser zu einem Strahl zwischen 0,25 mm und 0,4 mm geformt. Die Dicke des Strahls ist abhängig vom Durchmesser der Düse. Der Wasserstrahl schießt dann mit bis zu 1000 m/s durch die Mischkammer und erzeugt einen Unterdruck im Schneidkopf. Durch eine kleine Öffnung im Schneidkopf wird das Abrasivmittel in die Mischkammer gesaugt und mit dem Wasserstrahl vermischt. Das Wasser-Abrasiv-Gemisch wird dann durch die nachgeschaltete Abrasivdüse fokussiert und tritt mit einem Durchmesser von in der Regel 0,8 oder 1 mm aus.

 

Historischer Hintergrund

Ursprünglich wurden Wasserstrahlen seit etwa 1900 beim Schürfen von Kies- und Tonablagerungen verwendet.  In sowjetischen und US-amerikanischen Minen wurden dann ab den 1930er Jahren Hochdruckwasserstrahlen im Kohle- und Erzabbau eingesetzt. Als in den 1960er Jahren Verbundwerkstoffe im Flugzeugbau eingeführt wurden, regte die Firma Boeing den Einsatz eines Wasserstrahls zur Bearbeitung solcher Materialien an. Die Firma Ingersoll Rand, heute KMT (Schweden), lieferte 1971 die erste einsatzfähige Wasserstrahlschneideanlage. Ende der 1990er Jahre brachte FLOW ein neues Verfahren auf den Markt, das heute Dynamic Waterjet genannt wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, den durch die Strahlaufweitung entstehenden Winkelfehler der Schnittkante zu korrigieren, sodass man auch bei dicken Werkstücken sehr genau schneiden kann. Seitdem sind Genauigkeiten im Bereich ± 0,04 mm erreichbar.

 

**********************************************************************************************************************************************

Zellkautschuk

 

Zellkautschuk ist ein geschlossenzelliges, schaumförmiges Elastomer, welches vorrangig zum Abdichten, Isolieren, Dämmen und Weichlagern verwendet wird. Durch seine allseits geschlossenen Zellen kann eine Wasser- und Luftundurchlässigkeit von bis zu 99,9 % erreicht werden.

 

Technische Eigenschaften von Zellkautschuk

> hervorragende Dichteigenschaften

> geringer Wärmeleitwert (ca. 0,04 W/mK)

> hohe Kompressibilität

> gute Dämpfungseigenschaften

> sehr geringe Wasseraufnahme

> flexible Verarbeitungsmöglichkeiten

> hohe Temperatur- u. Alterungsbeständigkeit (EPDM)

> hohe Flammwidrigkeit und Ölbeständigkeit (CR/NBR)

 

Zellkautschukqualitäten

Zellkautschuk wird im sogenannten Expansionsverfahren auf der Basis von Natur- und/oder Synthesekautschuken hergestellt. Die häufigsten sind EPDM, CR, NBR und NR/SBR. Die jeweilige Zusammensetzung bestimmt die Materialeigenschaften des Endprodukts.

So besitzt Naturkautschuk (NR) eine hohe Zug- und Druckfestigkeit.

EPDM (veraltet auch APTK genannt) ist sehr gut beständig gegen Alterung, Ozon, Licht & Witterung und eignet sich somit besonders für den Einsatz im Außenbereich.

Chloropren-Kautschuk (CR) erfüllt hohe Anforderungen in Bezug auf Temperatur, Entflammbarkeit, Öl-, Säure-, Laugen- und Fettbeständigkeit.

Nitrilkautschuk (Kürzel NBR) ist eine ölfeste und teilweise benzinbeständige, ebenfalls sehr gute witterungs- und ozonbeständige, jedoch brennbare Qualität.

  

Zellkautschuk in der Verarbeitung

Alle Zellkautschukqualitäten lassen sich spalten, schneiden, stanzen, kleben, fräsen und wasserstrahlen. Zudem kann das Material beschichtet (z.B. mit PTFE für größere Hitzebeständigkeit) und kaschiert (z.B. mit Haftklebern) werden.

 

**********************************************************************************************************************************************

Die Zellstruktur von Zellkautschuk