Brandgevaar!

Brandgevaar! Vlamvertragende kunststoffen in apparaatconstructie.

Kunststoffen bestaan ​​voornamelijk uit koolstof en waterstof en hebben daarom in principe een hoog gehalte aan thermische energie. Dit komt de thermische bruikbaarheid van oude kunststoffen ten goede, maar wordt in geval van brand zeer nadelig. Nu zijn niet alle kunststoffen in dezelfde mate brandbaar. Eenvoudig gestructureerde kunststoffen zoals PE en PP zijn chemisch gestructureerd zoals minerale olieproducten met lange ketens (minerale oliewas) en zijn op dezelfde manier goed brandbaar. Complexere kunststoffen met hogere chemische bindingskrachten zijn daarentegen minder ontvlambaar.

De karakteristieke waarde voor de ontvlambaarheid is de zuurstofindex LOI. Dit is een heel duidelijk kenmerk. Het is het percentage zuurstof in de lucht dat nodig is om het plastic te verbranden. Het normale zuurstofgehalte in de lucht is 21%. Kunststoffen met een LOI van minder dan 21% verbranden zeer gemakkelijk, zoals polyethyleen (LOI = 17%). Aan de andere kant is PTFE (LOI = 95%), dat daarom bijna niet-ontvlambaar wordt beschouwd. Polyamiden liggen in het bereik van 21% tot 25% en zijn daarom in zekere mate zelfdovend.

Dezelfde chemische structuur binnen een polymeergroep leidt tot fundamenteel vergelijkbare brandbaarheden. De nog steeds verschillende brandbeveiligingsindelingen zijn het gevolg van vlamvertragende additieven. Er zijn twee verschillende uitgangspunten. Enerzijds kan de ontvlambaarheid van het kunststof zelf worden verminderd, b.v. door het exotherme (warmte-genererende) verbrandingsproces tegenover een endotherm (warmte-absorberend) chemisch proces te plaatsen. Additieven die bij hoge temperaturen gassen afscheiden en de zuurstof bij de bron van het vuur verdringen, zijn echter aanzienlijk effectiever, zodat het vuur zelfs bij het begin wordt gedoofd.

Brandbeveiligingsadditieven zijn niet alleen een voordeel. De eerder beschreven aanpak van zelfdoving kan ook een negatieve invloed hebben in geval van een grote brand. Het gebruik van tegen brand beschermde kunststoffen moet daarom zorgvuldig worden overwogen. Bij behuizingen van elektrische aparaten in iedergeval zo. Gebieden waarin kortsluiting kan optreden, moeten tegen brand zijn beveiligd. Criteria zoals spanning en stroom, bedrijfstijd en of de product onder toezicht staat of niet onder toezicht staat, zijn bepalend.

Onderdelen die verder weg staan ​​van ontstekingsbronnen, mogen niet worden uitgerust met vlamvertragende additieven, omdat de voordelen twijfelachtig zijn en de nadelen in geval van brand zwaarder wegen dan de voordelen. Ook als de brand andere oorzaken heeft en zich naar de kunststofdelen verspreidt, is het juist vanwege de additieven dat grotere hoeveelheden rookgassen worden gegenereerd, giftiger dan die van de niet-brandwerende kunststof en zonder dat de vlamvertragende additieven de onstane brand kunnen stoppen.

Voor bijzondere kritiache gebieden zijn er aanvullende criteria die niet alleen gericht zijn op het voorkomen van brand, maar ook op wat er gebeurt na de ontsteking. Doorslaggevende criteria zijn dan de rookontwikkeling en de rookgastoxiciteit in gesloten ruimtes. Hier hebben kunststoffen het voordeel dat inherent niet-brandbaar is, dat wil zeggen uitsluitend door de chemische structuur van het polymeer. Bijvoorbeeld polyetherimide (PEI). Het zuivere materiaal (100% zonder additieven) heeft een zuurstofindex van 47% en voldoet aan bijna alle brandbeveiligingsnormen, ook met betrekking tot de dichtheid van rookgassen en de toxiciteit van rookgassen in gesloten ruimtes zoals vliegtuigen of treinen.

Alles uit één hand

Alles uit één hand. Van onderdeelontwerp tot tampondrukken

De verticale intergratie van een leverancier beschrijft hoeveel werkstappen er nodig zijn om een product te produceren en hoeveel daarvan in eigen beheer plaatvinden.

In de afgelopen jaren is er een structurele verandering geweest die heeft geleid tot een gestage vermindering van het verticale intergratie. De tegenovergestelde trend is duidelijk voor leveranciers, waar de factoren van klantspecifieke productie, kleine partijgroottes en hoge kwaliteitseisen bepalend zijn voor een diepgaande service die zo ver mogelijk in de processen van de klant past.

Toe gevoegde waarde is, minder risico op kennisverlies, meer flexibiliteit in productie en de onafhankelijkheid zijn de voordelen die dergelijke bedrijven ontlenen aan deze trendgerichte strategie. De verantwoordelijkheid bij één leverancier en eenvoudige inkoopprocessen zijn de voordelen voor de klant.

De basis van het concept is dat de proces- en kwaliteitsrelevante gereedschappen en halffabrikaat in één bedrijf worden vervaardigd. Om de klant uiteindelijk alles vanuit één leverancier te kunnen voorzien, zijn universele apparatuur en speciale kennis van medewerkers vereist.

De optimale verticale intergratie van een leverancier is moeilijk te bepalen en de beschreven voordelen ontwikkelen zich pas wanneer voldoende processtappen zijn geïmplementeerd. Anderzijds kan het verticale fabricagebereik zich alleen uitstrekken voor zover het regelmatig wordt gebruikt. Anders raakt de economische levensvatbaarheid van het systeem onevenwichtig en creëren onervaren processen kwaliteitsrisico's.

Een voorbeeld van een middelgrote kunststofprocessor met een hoog niveau van verticale integratie, een procesketen is als volgt:

Component ontwikkeling

De klant heeft alle toegang tot de knowhow van de leverancier in de ontwikkelingsfase om het technisch en economisch meest geschikte productieproces te bepalen, de juiste materiaalkeuze te maken en uiteindelijk het onderdeel te ontwerpen dat geschikt is voor het materiaal. De applicatietechnici van de leverancier kunnen hun ervaring gebruiken om te herkennen of ideeën technische problemen met zich meebrengen of de productie onevenredig duurder maken.

Gereedschapontwerp

De overgang van de eerste naar de tweede processtap is vloeiend en de componenttekening wordt in dialoog gemaakt. Nadat dit is gevalideerd, nemen de gereedschapsontwerpers het spuitgietgereedschap over en ontwikkelden het op basis van hun ervaring, inclusief de matrijzenbouw en de spuitgietafdeling.

Matrijs

Planning van de grondstof tot het individuele onderdeel in 3D-formaat leidt tot productieve gereedschapsproductie met een korte doorlooptijd en een betrouwbare levertijd. De nauwe samenwerking in de ontwikkelings- en constructiefase leidt tot een doelgerichte en rechtmatige implementatie binnen de matrijs.

Bemonsteren

Eerste bemonstering is een essentiële mijlpaal in de productieketen. Controle en de documentatie vereisen geschikte testapparatuur en CNC-meetmachines. De verkregen meet- en testresultaten kunnen resulteren in een behoefte aan optimalisatie, die snel kan worden geïmplementeerd doordat er een eigen matrijzenbouw aanwezig is.

Formaatdelen

Wanneer monsters worden genomen en in de matrijs worden uitgevoerd, worden de vastgestelde instellingsgegevens het basisraamwerk van serieproductie. Met de productie van de nulserie zijn deze parameters verfijnd, vooral met betrekking tot het rendement. Uiteindelijk is er een stabiel proces voor alle volgende serieproductie.

Verspanende nabewerking

In het geval van kleine series wordt dit proces vaak gekozen uit kosten overweging. Contouren onder een hoek ten opzichte van de vormrichting of wijzigingen aan het onderdeel voor een extra variant kunnen goedkoop op het onbewerkte deel worden bewerkt en de investeringskosten voor de matrijzen verlagen.

Afscherming

Om een ​​statische lading af te leiden, wordt het materiaal of de component aangepast. Dit zijn kunststoffen gevuld met roet of grafiet of het toepassen van een elektrisch geleidend oppervlak doormiddel van galvanische coating en geleidende lakken op metaalbasis.

Lakken

Zelfs als vorm en onbewerkte onderdelen worden gedefinieerd als de belangrijkste componenten, is schilderen een belangrijke productiestap.Het uitgangspunt voor hoogwaardige verf is de voorbereiding van het onbewerkte onderdeel door ervaren ambachtslieden en robots. Daarna wordt het schilderen, afhankelijk van de eisen van de klant, uitgevoerd in een soepele of gestructureerde versie. Verschillende bewerkingen zijn hier vereist, variërend van het schuren van het gespoten oppervlak over de primer tot de toplaag en de op[gezette structuur.

Bedrukken

De laatste optie in de afwerkingsfase is het bedrukken, in het geval van gelakte oppervlakken, letters en symbolen met tampon of zeefdrukken.

 

Hieruit blijkt dat met complexe componenten, in elkaar grijpende ontwikkeling en productie met een hoog prestatieniveau onder één dak opmerkelijke synergievoordelen bieden voor alle betrokkenen.

 

Manipulatie veilige handbehuizing

Passen, vastmaken, klikken. Goed product design combineert complexiteit en eenvoud in een kostengunstige behuizing.

De handbehuizing werd door Henssler & Schultheiss voor een spectrofotometer ontworpen. Ontstaan is een manipulatie veilige apparaat schaal. De functionele ergonomie en het karakteristieke design overtuigen. Wij produceren het 8-delige behuizingssysteem door compact spuitgieten.

Functie en bediening. De behuizing is ergonomisch gevormd en slank, het apparaat laat zich goed in de hand naar gebruik dragen. Voor het meten wordt het in beide handen genomen en op het meetoppervlak gesteld. De hoofdschakelaar is aan de zijkant gepositioneerd. Hij is lang gestrekt en kan met de beide duimen gemakkelijk bediend worden. De muis naast de display wordt met de wijsvinger bediend.

Voor het nauwkeuring bedienen van het kleine touchscreen is een uitneembare schrijfstift in de behuizing geïntegreerd. De kunststofstift is verliesvrij gehouden, hij zit dankzij een geïntegreerde veer met een snapper hard ingesloten.

Het deksel van het batterijcompartiment wordt precies over een pons-, veerverbinding gevoerd, hij kan bij het openen en sluiten niet kantelen. In eindstand vergrendelt zijn snapsluiting duidelijk merkbaar.

Functioneel en zichtbaar haptisch design. Voor duim- en middelvinger gevormde welvingen en sublieme lijntexturen verhogen de grip van de behuizing. Voor de voelbare haptiek hebben alle zichtvlakken van de kunststofcomponenten een identieke volgens VDI 3400 ref. 24 geërodeerde oppervlakte structuur.

Snelle apparaat montage. De behuizing is verdeeld in 2 zijschalen en een front schaal. Dat is prima, het maakt productie en montage eenvoudiger. Binnenin kunnen diverse opnames en bevestigingspunten voor de in te bouwen componenten geïntegreerd worden. De matrijsvormen blijven ondanks de contouren eenvoudig, onze  matrijsbouw heeft ze op korte termijn en kostengunstig gemaakt.

Van schroeven en andere bevestigingsmiddelen wordt afgezien. Alle kunststof onderdelen van het behuizingssysteem zijn met nauwkeurig uitgevoerde snapelementen en positioneringspunten spelingsvrij en manipulatie veilig verbonden. De montage van de behuizing wordt handmatig gedaan zonder matrijs.

Het niet-gedetecteerde positieve van PPO

Het niet-gedetecteerde positieve van PPO. Maatnauwkeurig en maatvast tot aan gereed onderdeel.

Een breed scala aan toepassingen vereist een bijzonder hoge nauwkeurigheid van thermoplastische werkstukken. Hier moet het toegepaste materiaal volgens een nauwkeurig uitgevoerde verwerking gewoon 'staan', zonder de achteraf typische vervormingen en zonder onnauwkeurigheden in afmetingen als gevolg van krimp, waterabsorptie of interne spanningen.

Het amorfe polyfenyleenoxide (PPO) is superieur aan de semi-kristallijne materialen zoals polyamide of polyoxymethyleen, zelfs als deze materialen andere positieve eigenschappen vertonen. Hier moet vakkundig worden afgewogen welke materiaalgroep het beste aan de eisen voldoet.

  • E-module:                                 2.300 Mpa
  • Wateropname:                          0,06%
  • Hittebestendigheid:                  115 °C
  • Elec. Diëlektrische sterkte:       57 kV/mm
  • Lengte-uitbreiding:                   70  1E-6/K

PPO is het materiaal voor draai- en frees onderdelen die weinig tot geen vervorming tolereren. Een materiaal dat zijn vorm niet verliest in brede temperatuur- en klimaatzones. Het is ideaal voor het gebruik van stijve en nauwkeurige elementen in de machine- en apparatenbouw zoals chassis, houders, printplaatdragers, aandrijfkasten, enz.

PPO is bij uitstek geschikt voor spuitgieten. Het kan worden gebruikt om grote wanddiktes en extreme wanddikteverschillen binnen het gegoten onderdeel te creëren. Er is weinig krimp tussen plstificering en stolling, waardoor aan hoge tolerantievereisten kan worden voldaan. 
De spuitgegoten onderdelen trekken weinig krom en zijn duurzaam vormvast.

De chemische bestendigheid is zeer uitgebreid en er zijn veel toepassingsgebieden voor het speciale PPO in warmwatertoepassingen. Typische toepassingen zijn pomp- en filterelementen zoals Splitringen, waaiers, diffusers, schoep-pompbehuizing of lantaarns.

Het gebruik van glasvezelversterkingen verhoogt de stijfheid en sterkte, evenals de hittebestendigheid, waardoor het toepassingsgebied van PPO in het hogere temperatuurbereik aanzienlijk wordt uitgebreid.

In brandgevaarlijke toepassingsgebieden kan versterkt- en onversterkte PPO ook worden uitgerust met additieven voor brandbeveiliging. Dit leidt tot de classificatie V0 volgens UL 94. Een breed scala aan toepassingen kan bijvoorbeeld worden gevonden in elektrische componenten.

Een breed scala van halffabricaten is beschikbaar voor PPO / PPE met en zonder glasvezel en biedt dus een goed alternatief voor de bekende, maar vervormingsgevoelige thermoplasten. 

Kunststof verdringt metaal

Kunststof verdringt metaal. Plastic oplossingen als vervanging voor metaal.

Hoewel de ontwikkeling en productie van thermoplasten meer dan acht decennia geleden plaatsvond, worden ze nog steeds beschouwd als jonge en moderne materialen in vergelijking met metalen die meer dan vijfduizend jaar oud zijn. De kennis op het gebied van kunststoffen verdubbelt ongeveer om de 8 jaar en vanwege deze dynamiek krijgen deze materialen soms nog niet het belang dat engineeringstudies echt verdienen. Voor bruikbare kennis putten we graag uit praktische ervaringen en grijpen graag terug op de kennis van de fabrikant/verwerker. Dit zijn in de regel actuele actuele inzichten direct uit de markt.

Thermoplasten bieden een breed scala aan toepassingen en vertegenwoordigen een breed bereik aan vereiste profielen die voor bijna alle toepassingsgebieden gelden. 
 Ze bieden een veelvoud aan mogelijkheden ter vervanging van metaal toepassingen.

Von Metallwerkstoffen unerreicht sind hierbei die thermoplastischen Eigenschaften wie beispielsweise Zähigkeit, Flexibilität, spezifisches Gewicht, elektrische Isolierung, chemische Beständigkeit oder Witterungsbeständigkeit.

De thermoplastische eigenschappen zoals taaiheid, flexibiliteit, soortelijk gewicht, elektrische isolatie, chemische en weerbestendigheid zijn ongeëvenaard t.o.v. metaal eigenschappen. 
De vervanging van metaal is zowel in het functionele alsmede in het decoratieve gebied divers.
Bij functionele componenten komen door verribbing en toevoeging van vezels extreem stijve maar  lichte constructies tot stand. Bij optisch veeleisende producten kunnen kunststoffen 
Voor onderdelen met optisch hoge eisen, zijn kunststoffen door hun goede oppervlakte eigenschappen , zoals schittering of krasbestendigheid, sterk in het voordeel. Daarbij komt nog dat kan kunststoffen zich zeer gemakkelijk laten inkleuren.   

Commercieel gezien is de gunstige verhouding tussen volume en materiaalprijs bij thermoplasten onverslaanbaar. De aanzienlijk lagere dichtheid in vergelijking met metalen geeft kunststoffen een uniek verkoopargument, dat zelfs door lichte metalen zoals magnesium of aluminium niet kan worden gecompenseerd. Een typische toepassing hier zijn bewerkte componenten van thermoplastische kunststoffen, die de volgende kenmerken vertonen:

  • Voordeel materiaalkosten van ca. 50%
  • eenvoudig te bewerken
  • Goede droogloop eigenschappen door zelfsmering
  • lagere dichtheid
  • betere corrosie bescherming

 

In tegenstelling tot metalen componenten heeft een thermoplastische verwerking soms aanzienlijk meer economische en efficiënte productie methodes tot haar beschikking. Een voorbeeld van het meest gevestigde vormproces is spuitgieten met de volgende kenmerken:

  • complexe componenten matrijsvallend als gereed product
  • lage productkosten door hoge mate van automatisering
  • speciale contouren voor functionele uitbreidingen (veer- en klikelementen) geïntegreerd
  • passende investering in matrijzen noodzakelijk 

De beslissingscriteria voor het bepalen van het productieproces voor machinaal bewerkte of spuit gegoten componenten is gebaseerd op de vereiste hoeveelheid. 
Vergelijkende kostenberekeningen kunnen hier uitkomst bieden.

 

 

Polyfenyleenoxide (PPE) lijmen

Spuitgegoten waaiers in twee varianten. Met of zonder gelijmde afdekschijf

Variantenproductie door lijmen. Serieproductie van gesloten en open waaiers. 

De ventilatorbladen zitten onder het ventilatorrooster van elektromotoren. Wij maken twee varianten, met en zonder ventilatorwand.

De productie van beide onderdelen wordt gedaan in eenvoudige, kosteneffectieve vormmatrijzen. Want het lijmen van de ventilatorwand bespaart een mechanisch complexe schuif.

De hechting van amorf PPE wordt gedaan met oplossingsmiddel, een butanon. Zij verbindt de beide onderdelen als gegoten.

Spoelkokers uit kunststof

Kunststof spoelkokers uit verschillende thermoplasten

Speciale spoelkokers, ook in kleine series. Voordelen van glasversterkte thermoplasten benutten.

Naeff vervaardigt spoelkokers voor transformatoren, spoelen en smoorspoelen, antennes en andere inductieve componenten. Wij gebruiken de kostenvoordelen en eigenschappen van glasvezel versterkte thermoplasten.

Spoelkokers worden in het algemeen aan drie soorten belastingen blootgesteld:

Mechanisch. Gerelateerd aan de grootte van het onderdeel, œfent de wikkeling enorme krachten uit op de spoelkoker. Gelijktijdig zijn dunne wanden ideaal voor inductie. Daardoor is de afstand tussen de wikkeling en spoelkern zo klein mogelijk. Deze eisen worden door materialen met een uitstekende mechanische sterkte vervult.

Bij brand. Voor elektrische en elektronische componenten wordt meestal een classificatie in brandveiligheidsklasse volgens UL 94 vereist. Wij het bepalen van het materiaal houden wij rekening met de dunne wanden van spoelkokers.

Warmte. In elektrische componenten ontstaat warmte, vooral bij hoge vermogens. Materialen met glasvezels bieden een hoge warmte vormvastheid.

Thermoplastische spoelkokers vervaardigen wij voor de elektrotechniek en energietechniek, informatietechnologie en meettechniek, farmaceutische techniek, lastechniek en voor de algemene machinebouw.

Thermoplastische draadklossen.
Een selectielijst van materialen.
Wij produceren kunststof draadklossen van spuitgiet granulaten en verspaande halffabricaten.
  mechanische vastheid
 
Kruipstroom­vastheid

Warmte vorm­bestendigheid CTI

Gloeidraadtest
IEC60695-2-12 GWFI

Brandgedrag volgens UL 94

Eenheid [MPa] [–] [°C] [°C] bij wanddikte [mm]

Brandklasse UL 94 HB (horizontal burn)

PA 6/6T GF50 260 570 230 650 HB (1,5)
PA 6/6T GF60 250 600 285 700 HB (0,8)
PPA GF33 193 550 280 700 HB (1,5)
PA 66 GF35 150 450 250 700 HB (1,5)
PBT GF30 135 375 215 650 HB (0,75)
PA 46 GF30 115 500 290 675 HB (0,9)
PA 6 GF30 110 450 210 700 HB (1,5)
PA 12 GF30 105 550 160 650 HB (0,75)

Brandklassen UL 94 V-2 en V-0 (vertical burn)

LCP GF30 190 175 235 960 V-0 (0,2)
PPA GF33 V0 169 550 273 V-0 (0,75)
PEI GF30 165 150 210 V-0 (0,25)
PEEK GF30 156 175 315 V-0 (0,41)
PPS GF40 150 125 260 V-0 (0,38)
LCP GF30 HT 150 175 276 V-0 (0,2)
PBT GF30 V0 145 200 205 V-0 (0,4)
PES GF20 130 125 212 V-0 (0,4)
PA 46 GF30 V0 125 225 290 V-0 (0,3)
PA 66 GF35 V0 120 600 250 V-0 (0,8)
PA 66 V2 50 600 75 V-2 (0,4)

Ultrasoon klinken

Ultrasoon klinken van thermoplastische kunststof onderdelen.

Ultrasoon klinkt vormsluitingen. Naadvrije verbinding door overwinning van de herstel veerkracht.

Naeff klinkt (rivetteren) met ultrasoon thermoplastische kunststoffen onderling en met andere materialen. Daarbij hoeft slechts één verbindingspartner thermoplastisch zijn.

Ultrasoon inbedden

Studbouten en andere metalen onderdelen in kunststof met ultrasoon ingebed.

Ultrasoon omsluit metalen en hoogwaardige polymeren in thermoplasten. Exacte positionering en spanningsvrij versterkte kunststof onderdelen.

Metaal / kunststof composieten en kunststof paaringen zonder polymeer compatibiliteit verbinden wij door embedding. Het ultrasoon verbinden is nauwkeurig, spanningsvrij en snel.

Nauwkeurigheid bij ultrasoon lassen

Ultrasoon last nauwkeurigheid. Ook bij korte cyclustijden getolereerde maten houden.

Op onze hoogwaardige ultrasoon lasmachines met torsievrije machinebed produceren wij precisie. Hoge positioneringsnauwkeurigheid en reproduceerbaarheid in de serieproductie kenmerkt het ultrasoon lassen. Onze speciale expertise bij bolvormige verloop van de verbindingslijnen maken spanningsarme, vervormingsvrije onderdelen.