Kunststoff Komplexe Kunststoffbauteile simulieren

Um einen Ventilkörper mit Sollbruchstelle für Feuerlöscher auszulegen, setzte die BASF ihr universelles Simulationswerkzeug ULTRASIM ein.

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Mit CAE (Computer-Aided Engineering) lässt sich bei der Auslegung neuer Kunststoffbauteile Zeit und Geld sparen, da auf teure Prototypen weitgehend verzichtet werden kann. Diesen Vorteil haben Firma Multiplast aus Österreich und BASF bei der Entwicklung der Kunststoff-Armatur für neue Feuerlöschergenerationen genutzt.

Der zentrale Ventilkörper der neuen Feuerlöschergeneration besteht aus dem Spezialpolyamid Ultramid T KR 4355 G10 der BASF und stellt die erste Serienanwendung dieser hoch glasfaserverstärkten neuen Kunststofftype dar. In der Zentralarmatur des Geräts ersetzt das anspruchsvolle Bauteil aus Kunststoff ein Vorgängerventil aus Messing. Zum Einsatz kommt die neue Armatur bei der Familie von Auflade-löschern mit separater Druckpatrone. Die hohen Anforderungen dieser Löschergattung waren bisher nur mit einer Messing-Armatur zu erfüllen.

Kunststoffbauteil weist konstantere Qualität auf

Die Zentralarmatur ist ein Multifunktionsbauteil, das die Anschlüsse für das innere Löschmittelsteigrohr, den Schlauch mit der Sprühpistole, den Auslöser und den Handgriff zusammenfasst. Um sicher zu funktionieren, verlangt der Hersteller, dass die Armatur zwischen minus 30 und plus 60 Grad Celsius einem Druck von 80 bar standhält und das bei einer Lebensdauer von 15 bis 20 Jahren. Einer der entscheidenden Nachteile der Messing-Armatur war für den Hersteller Multiplast die schwankende Qualität des importierten Metalls.

Das gemeinsame Ziel der Entwickler war daher ein Kunststoffbauteil, das sich im Spritzguss effizient fertigen lässt, konstantere Qualität und höhere Leistungsfähigkeit als das konventionelle Messingbauteil aufweist. Für eine solche Anwendung wird vom Kunststoff hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Festigkeit sowie Steifigkeit und hohe Maßhaltigkeit gefordert. Frühere Versuche, den Ventilkörper von Feuerlöschern aus Kunststoff zu fertigen, scheiterten an den technischen Eigenschaften der verwendeten Materialien. Ein Standardpolyamid ist hier ungeeignet: Der Werkstoff muss immerhin eine Vielzahl von Sicherheitsprüfungen bestehen, bevor er in einem Feuerlöschgerät in Serie gehen kann. Dazu gehören Untersuchungen der Lebensdauer, des Berstdruckverhaltens, der Beständigkeit gegen Löschmittel und der Stabilität nach UV-Lagerung.

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