Ems-Chemie: PPA mit hoher Wärmeformbeständigkeit für Metallersatz

02.11.2021

Grivory HT6 hat eine um 50 K höhere Wärmeformbeständigkeit als herkömmliche PPAs und eine um 20 K höhere Wärmeformbeständigkeit als PEEK. (Abb.: Ems-Chemie)

Grivory HT6 hat eine um 50 K höhere Wärmeformbeständigkeit als herkömmliche PPAs und eine um 20 K höhere Wärmeformbeständigkeit als PEEK. (Abb.: Ems-Chemie)

Mit Grivory HT6 hat Ems-Chemie, Domat/Ems (Schweiz), ein Polyamid mit verbesserten Eigenschaften auf den Markt gebracht, das seine Stärken insbesondere bei Temperaturen deutlich über 120 °C ausspielen kann.

Das PPA kommt bevorzugt im Automobilbau zur Anwendung, wo die Leichtbauteile als Metallersatz eingesetzt werden können. So kann Gewicht, etwa bei den Wanddicken, eingespart werden, wobei der Hochleistungskunststoff auch bei hohen Temperaturen beständig bleibt.

Ohne Abstriche in der Verarbeitung bei einem PPA-üblichen Schmelzpunkt von >300 °C bringt HT6 gegenüber Grivory HT1 eine rund 50 % höhere Steifigkeit bei 140 °C mit. Mit einer Wärmeformbeständigkeit HDT/C von 250 °C übertrifft es selbst die Performance von PEEK um 20 K. Auch bei der Kriechbeständigkeit bietet Grivory HT6 eine gute Langzeitfestigkeit bei hohen Lasten und Temperaturen. Dabei wird laut Ems bei 150 °C ein 165 % höherer Kriechmodul (nach 10.000 h) als mit herkömmlichen PPA erzielt.

Die hohe mechanische Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen ermöglicht einerseits eine höhere Belastbarkeit ab 120 °C und andererseits die Auslegung neuer Bauteile mit dünneren Wanddicken.

Bei der gewählten Getriebeabdeckung können die Wanddicken um 27 % im Vergleich zu Standard-PPA reduziert werden, was zu einer Gewichtseinsparung von 31 % führt. (Abb.: Ems-Chemie)

Bei der gewählten Getriebeabdeckung können die Wanddicken um 27 % im Vergleich zu Standard-PPA reduziert werden, was zu einer Gewichtseinsparung von 31 % führt. (Abb.: Ems-Chemie)

Als Simulationsbeispiel nennt Ems eine Abdeckung für ein druckbelastetes Getriebebauteil. Die maximale Betriebstemperatur beträgt 140 °C bei einem Öl-Innendruck von 20 bar. Die Dichtheit des Deckels ist unter Drucklast bei einer maximalen Durchbiegung von 0,3 mm gewährleistet.

Im Vergleich zu einem herkömmlichen PPA können dank der höheren Steifigkeit von Grivory HT6 bei 140 °C Wanddicken verringert und Rippen eingespart werden. Das senkt das Gewicht des Getriebebauteils von 101 g mit Standard-PPA auf 70 g. Das schnellere Abkühlen aufgrund der dünneren Wanddicken reduziert die Zykluszeit des Spritzgießprozesses um 35 %. Somit kann nach Angaben von Ems durch die gewählte Neukonstruktion mit Grivory HT6 im Vergleich zu Standard-PPA bei gleicher Deformation eine Kostenreduktion von 26 % erzielt werden.

Grivory HT6 kommt überall dort zur Anwendung, wo die heutigen PPAs oder andere Hochleistungswerkstoffe wie z. B. PPS und PEEK an die Grenzen ihrer mechanischen Belastbarkeit kommen. Das Material hat laut Hersteller die beste Kriechfestigkeit aller PPAs auf dem Markt. Zielanwendungen sind Bauteile in Kupplungssystemen, Getriebe, Strukturbauteile und Träger im Motorraum sowie Bauteile im Bereich Industrie und Konsumgüter mit hoher mechanischer Belastbarkeit und Kriechbeständigkeit.

www.emsgrivory.com

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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