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Dichtung Dauerhaft haltbar durch Nano-Beschichtung

| Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Mit einem neuartigen Beschichtungsverfahren lassen sich O-Ringe wenige hundert Nanometer dick beschichten – die Dichtung gleitet besser und ist um den Faktor 50 haltbarer.

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Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt.
Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt.
(Bild: Trelleborg)

Dichtungshersteller Trelleborg Sealing Solutions hat ein neuartiges Beschichtungsverfahren eingeführt, mit dem sich Elastomere bis auf wenige hundert Nanometer dünn beschichten lassen. Dadurch wird der Reibungskoeffizient von Elastomeren deutlich gesenkt und Gleit­eigenschaften verbessert. Da das neue Verfahren eine sehr hohe Stabilität aufweist, ist es resistent gegen die Sterilisation mit Gammastrahlen, Ethylenoxid oder Heißdampf. Dadurch eignet sich die Beschichtung gut für den Einsatz in medizinischen und pharmazeutischen Anwendungen .

„Wir können klassische O-Ringe und komplexe Formteile hauchdünn im nanoskaligen Bereich überziehen. Die ursprünglichen Eigenschaften der Elastomere werden dadurch nur unwesentlich verändert und die Dichtungssysteme haben eine höhere Lebensdauer, da sich der Abrieb bei Dynamik reduziert“, sagt Andreas Schmiedel, Technical Manager Healthcare and Medical Europe bei Trelleborg Sealing Solutions.

Zudem erfüllt Trelleborg mit dem Beschichtungsverfahren die strengen Vorgaben für medizinische, biotechnologische und pharmazeutische Anwendungen, wie sie von Behörden wie der US-amerikanischen FDA (Food and Drug Administration) oder europäischen Standards wie der DIN EN ISO 10993 für die mikrobiologische Beurteilung von Medizinprodukten vorgeschrieben sind.

Einfache Montage

Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt. In Reinform neigen Elastomere zum Anhaften, entweder aneinander während der automatischen Montage oder an Gegenlaufflächen im dynamischen Einsatz. Letzteres verursacht den bekannten Stick-Slip-Effekt, der in vielen Anwendungen zu Problemen führt. Beschichtet lassen sich O-Ringe oder komplexe Formteile aufgrund der besseren Vereinzelung einfacher und sicherer in vorgesehene Nuten verbauen. Dies minimiert Zuführungsprobleme während der automatischen Montage und senkt die Wahrscheinlichkeit von Produktionsausfällen.

Nach dem Einbau des O-Rings in die Nut werden die abzudichtenden Teile zusammengebaut. Dabei wird der O-Ring in seinem Querschnitt verpresst und dadurch die Dichtfunktion herbeigeführt. Mittels der reibungsmindernden Beschichtung können die Bauteile leichtgängig und beschädigungsfrei zusammengebaut werden, sodass der gesamte Montageprozess einfach und sicher gestaltet ist.

Nanoskalige Beschichtung

Die Beschichtung wird über ein neu entwickeltes Dünnschichtverfahren von Trelleborg Sealing Solutions appliziert. Damit erzielt das Unternehmen eine nanoskalige Beschichtung, die nur wenige hundert Nanometer stark und gegenüber bisherigen Verfahren rund zehn bis 50 Mal dünner ist. Die stark ausgeprägte Anhaftung an das Grundsubstrat führt dazu, dass die elastischen Eigenschaften der Polymere besser erhalten bleiben. Mikrofeine Risse in der Beschichtung, die durch Spannen und Dehnen der Dichtung bei der Montage entstehen können, schließen sich wieder vollständig und beeinflussen die Funktionalität der Beschichtung nicht. Dadurch lässt sich eine deutlich längere Haltbarkeit für Dichtungssysteme erzielen und somit auch für das medizintechnische Gerät.

Gute Substrathaftung

Dank der guten Substratanhaftung eignet sich die Beschichtung für viele Arten von Elastomeren und thermoplastischen Systemen, darunter auch Silikone wie LSR (Liquid Silicone Rubber), Elastomerwerkstoffe wie EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber) oder thermoplastisches Polyurethan (TPU). Zudem ist die nanoskalige Beschichtung so dünn, dass sie eine hohe Transparenz besitzt und die ursprüngliche Farbe des Elastomers nicht abgedeckt wird. Die Farbe von Dichtungen kann bei der Montage eine zentrale Rolle spielen: Elastomere von O-Ringen sind meist schwarz, werden aber oft eingefärbt. Mit der Beschichtung bleibt die Farbkennung auch danach erhalten. (br)

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