Stark im Verstärken: Polyamid-Compounds von FORMAC

Spezialentwicklung aus PA 6 mit 50 % Glasfasern vereint hervorragende mechanische Eigenschaften mit ästhetischer Oberfläche

Sucht man Werkstoffe für Bauteile mit hohen technischen Anforderungen, ist Polyamid (PA) meist das erste Mittel der Wahl. Die unterschiedlichen Herstellungsverfahren ergeben verschiedenste Polyamidtypen (PA 6, 6.6, 12, 4.6, etc.) mit einer großen Bandbreite an mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften. Diese können von hochtransparent über zähhart bis hin zu hochfest reichen.

In vielen Anwendungen werden sehr häufig glasfaserverstärkte Polyamide eingesetzt. Diese verfügen über eine hohe Steifigkeit und mechanische Festigkeit, große Härte und Zähigkeit sowie eine hervorragende Kriechfestigkeit. Zudem besitzen sie eine herausragende Dimensionsstabilität, eine gute Ermüdungsfestigkeit und exzellente mechanische Dämpfung. Kombiniert ergeben diese Eigenschaften einen Werkstoff, der sich gut für Bauteile eignet, die über lange Zeiträume und unter hohen Temperaturen beträchtlichen statischen Belastungen ausgesetzt sind.

Der Glasfasergehalt dieser Materialen beträgt typischerweise zwischen 10 und 50 Prozent. Mit steigendem Anteil der Glasfasern im Polymer nehmen auch die Ansprüche in der Verarbeitung zu - gute Oberflächen mit einem Glasfasergehalt von 50 Prozent zu realisieren, ist keine einfache Aufgabe. 

Maßgeschneiderte Rezeptur als perfekte Kombination aus Mechanik und Optik

Die im italienischen Formigine (MO) ansässige FORMAC srl beschäftigt sich seit mehr als 15 Jahren mit der Entwicklung und Herstellung von Standardprodukten und Spezialcompounds auf Basis von technischen Kunststoffen wie PA 6, 6.6, 12, 4.6 oder POM, verstärkt mit Glas-, Carbon- Aramid- oder Stahlfasern (leitfähig, elektromagnetische Abschirmung) oder gefüllt mit PTFE für verbesserte tribologische Eigenschaften.

Ein Spritzgussunternehmen, welches unter anderem Bauteile für einen Hersteller von Hochdruckreinigern produziert, wandte sich mit einer konkreten Problemstellung an FORMAC:

Der aktuell eingesetzte Werkstoff, ein PA 6-Compound, verfügte zwar über den notwendigen Glasfasergehalt – aufgrund der hohen Schmelzeviskosität und der langen Fließwege konnte die Form teilweise nicht komplett ausgespritzt werden. Die inhomogene Faserverteilung in der Schmelze verursachte Schwachstellen im Bauteil, sowie eine unansehnliche Optik, da die Glasfasern an der Oberfläche deutlich erkennbar waren.

Nachdem das Problem sowie die gewünschten Anforderungen aufgenommen wurden, konnte für den Kunden eine maßgeschneiderte Lösung als fertig eingefärbtes Compound entwickelt werden. 

Abbildung 1: Mit dem aus FORMAMID B2H3G10 gefertigten Bauteil konnten sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch die optische Anmutung der Oberfläche wesentlich verbessert werden. (Foto: FORMAC srl)

Durch Auswahl einer Polyamidtype mit besonderen rheologischen Eigenschaften, Glasfasern mit spezieller Länge, Durchmesser und Schlichte, sowie eigens darauf abgestimmten Verarbeitungsadditiven konnten die Glasfasern optimal in die Polymermatrix eingebunden werden. Die Zugabe der benötigten Farbmittel schon während des Compoundiervorganges ermöglicht eine bessere Durchmischung und ergibt dadurch eine gleichmäßigere Farbverteilung. Somit wurden sowohl die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften als auch an eine ästhetische Oberfläche des fertigen Bauteils erfüllt. Weiters konnten durch die deutlich verbesserten Fließeigenschaften die Anzahl der nicht voll ausgespritzten Teile, bzw. Einfallstellen an den fertigen Spritzgussartikeln signifikant reduziert werden.

Abbildung 2: Im direkten Vergleich mit einem handelsüblichen PA6 GF50-Compound ist ersichtlich, dass die wichtigsten Materialeigenschaften trotz der deutlich besseren Fließfähigkeit nahezu identisch sind. (Grafik: pexopol GmbH)