Oberflächenbearbeitung Vier Neuheiten im Bereich Werkstoffe

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Von der Openair-Plasma Technologie, über wasserbasierte Beschichtungssystem als Glasersatz, bis hin zu EPDM-Compounds mit reduziertem CO₂-Fußabdruck: Die Neuheiten im Bereich Werkstoffe.

Zuverlässige Haftung von Verbundwerkstoffen

In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Mobilitätsindustrie werden zunehmend leichte Verbundwerkstoffe wie carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFRP), Thermoplaste und Hybridstrukturen eingesetzt, um Gewicht zu reduzieren und Effizienz sowie Leistungsfähigkeit zu steigern. Diese Materialien weisen jedoch oftmals eine geringe Oberflächenenergie auf, was die zuverlässige Haftung von Klebstoffen, Beschichtungen und Dichtstoffen erschwert. Eine gezielte Vorbehandlung der Oberflächen vor der Weiterverarbeitung ist daher unerlässlich. Konventionelle Verfahren wie mechanisches Schleifen oder der Einsatz chemischer Primer stoßen bei großen oder geometrisch komplexen Bauteilen häufig an ihre Grenzen, sind aufwendig zu kontrollieren und zu automatisieren, zeitintensiv und mit Umwelt- sowie Arbeitsschutzauflagen verbunden. Die Openair-Plasma Technologie von Plasmatreat arbeitet unter Atmosphärendruckbedingungen und ermöglicht eine selektive, reproduzierbare Oberflächenreinigung und -aktivierung ausschließlich mit Druckluft und elektrischer Energie. Dabei werden organische Verunreinigungen entfernt und die Oberflächenenergie gezielt erhöht, ohne die grundsätzlichen Materialeigenschaften zu verändern. Eine neue Anwendung im Openair-Bereich ist HydroPlasma, bei der destilliertes Wasser in den Plasmastrahl eingebracht wird, um organische und anorganische Rückstände effektiv und zuverlässig zu entfernen, ohne die Materialoberfläche zu schädigen.

Recyclingfähigkeit von Innenraumkomponenten verbessern

Traditionell werden Komponenten für den Fahrzeuginnenraum wie Instrumententafeln, Türverkleidungen, Armlehnen und Mittelkonsolen aus mehreren Materialien und in getrennten Fertigungsprozessen für Deckschicht, Schaumschicht und strukturelle Trägerschicht hergestellt. Das styrolbasierte thermoplastische Elastomer von Asahi Kasei vereinfacht diesen Ansatz, indem sowohl die Deck- als auch die Schaumschicht aus derselben Materialfamilie hergestellt werden können. Mithilfe des Core-Back-Spritzgießverfahrens lassen sich die Schichten in einem einzigen Prozess fertigen. Eine starke chemische Verbindung zwischen den Schichten macht zusätzliches Verkleben überflüssig. Das Ergebnis ist ein vereinfachter Materialaufbau, der die Fertigungskomplexität reduziert, die Anzahl der eingesetzten Materialien verringert und die Recyclingfähigkeit von Innenraumkomponenten verbessert. Darüber hinaus entwickelt Asahi Kasei derzeit ein neuartiges wasserbasiertes Beschichtungssystem, das den Einsatz von Polycarbonat als Glasersatz für Front-, Heck- und Seitenscheiben von Fahrzeugen ermöglicht. Mit dieser Technologie beschichtetes Polycarbonat erreicht eine den Anforderungen der ECE R43 entsprechende Abriebfestigkeit sowie die für Fahrzeugscheiben erforderliche Witterungsbeständigkeit. Damit eröffnet die Technologie neue Möglichkeiten zur weiteren Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen. 

EPDM-Compounds mit reduziertem CO₂-Fußabdruck 

Trelleborg Sealing Solutions hat zwei neue Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)-Compounds im Portfolio, die als Formteile einen um bis zu 55 Prozent geringeren CO₂-Fußabdruck (Product Carbon Footprint, PCF) aufweisen. Die neuen Werkstoffe in den Härten 70 Shore A und 80 Shore A bieten Verarbeitern eine nachhaltigere Alternative, ohne technische Kompromisse bei der Leistungsfähigkeit im Vergleich zu konventionellen EPDM-Elastomeren eingehen zu müssen. Beide eignen sich ideal für die Herstellung von O-Ringen, Dichtungen und kundenspezifischen Formteilen. Die Werkstoffe sind für Lösungen in der Automobilindustrie, der Prozesstechnik, dem Maschinenbau, der Automatisierung, der Energiewirtschaft, der Landwirtschaft sowie für Bau- und Bergbaumaschinen geeignet. Sie dichten Anwendungen in Motoren, Türen, Pumpen, Ventilen, Leitungsverbindungen, Haushaltsgeräten, Luftzylindern, Solarmodulen, Schiffsluken und -türen sowie eine Vielzahl von Funktionen in der Heizungs-, Lüftungs-, Klima-, Gefrier- und Kältetechnik ab. Die neuen Werkstoffe wurden in Partnerschaft mit Arlanxeo entwickelt, einem Rohstofflieferanten mit starkem Fokus auf Nachhaltigkeit. In Compound-Form weist E7T11 eine Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks von 51 Prozent und E8T12 von 61 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Werkstoffen auf.

Feuer- und hitzebeständig bis 760 °C

Wo herkömmliche Silikonharz- und Pulverlacke als hitzeschützende Oberflächenbarriere an ihre Grenze stoßen, macht das Ein-Komponenten-System CP4000-S2-HT aus dem Kager-Portfolio immer noch eine gute Figur. Denn dieses Silikon-Glaskeramik-Coating ist feuerfest und verleiht technischen Oberflächen bis zu einer Temperatur von 760 °C einen dauerhaft wirksamen Schutz. Die Temperaturwechsel-Beständigkeit dieser Beschichtung reicht sogar hinauf bis zu 981 °C. Grundsätzlich eignet sie sich daher zur thermischen „Versiegelung“ vieler Oberflächen, Bauteile und Verbindungen, die während der Wertschöpfungskette oder in der praktischen Anwendung großer Hitze und extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Ein solches Hochtemperatur-Coating kann die Lebensdauer und Verfügbarkeit einer Oberfläche signifikant erhöhen sowie zugleich den Instandhaltungsaufwand deutlich reduzieren. Das hochtemperaturfeste Coating CP4000-S2-HT lässt sich bei Normaltemperatur (10 °C - 30 °C) verarbeiten, hat eine Trockenzeit von etwa einer Stunde und härtet unter Raumtemperatur binnen 24 bis 48 Stunden aus. Wer die Grundmasse längere Zeit lagern möchte, sollte dabei möglichst ein Temperaturfenster von 4,5 °C bis 30 °C einhalten.