Die K 2022 bot eine riesige Auswahl an Neuheiten und Anwendungsbeispielen für und mit nachhaltigeren Materialien. Ein Überblick über die vorgestellten Nachhaltigkeits-Highlights.

Aus Abgasen werden Schuhe: Gentechnisch veränderte Bakterien machen aus Abgasen Ethanol, aus dem anschließend Kunststoff etwa für die Schuhe Cloudprime von On hergestellt wird. 

Thermoplastische Elastomere

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Silikone

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe-international.com

kunststoffe.de

Masterbatches

Additive

Polyethylen

Polylactid

Polyamide

Biokunststoffe

Effektpigmente

Polypropylen

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Kunststoff-Rezyklat

Silikonkautschuk

Kautschuk / Elastomere

Ist Bio das neue Normal?

Die Ascend-Tochter Circular Polymers hat PA, PET und PP mit Recyclinganteilen vorgestellt.

Die Rohstoffe für die Recyclingmaterialien bestehen aus alten Teppichen. Circular Polymers verarbeitet dafür Abfälle aus PA, PET sowie PP. 

PA, PET und PP

Polyethylenterephthalat

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Recyclingmaterialien aus alten Teppichen

Die TER Plastics POLYMER GROUP ist mit dem Vertrieb technischer Kunststoffe, Commodities und eigener Compounds der Marke TEREZ in den Märkten aktiv. Zur Firmengruppe der TER Plastics gehören nunmehr neben der Compound-Tochtergesellschaft TEREZ Performance Polymers auch die Unternehmen TER Plastics Polska, TER Hell Plastics Spain, TER Hell Plastic-PE Distribution, TER Hell-IT und die TER Engineering Plastic Trading, in Suzhou, China sowie eine Vielzahl etablierter Verkaufsbüros in Deutschland, Österreich, der Schweiz, Frankreich, Spanien, Polen, Ungarn, der Tschechischen Republik und der Slowakei.

Ter Hell Plastic GmbH  

https://www.terhell.de

Antistatika

Compound

Flammschutzmittel

Kunststoffhandel

Handel

Dienstleistungen

Polystyrol

Styrol-Copolymerisate

Treibmittel

Verarbeitungshilfmittel

Weichmacher

Wiederaufbereitung

Trotz alternativer Mobilitätskonzepte, ist der Wunsch nach einem eigenen Fahrzeug nach wie vor groß. Da hochwertige und nachhaltige Materialien die Kaufentscheidung des Endkunden beeinflussen, kommen im Innenraum von Fahrzeugen neuentwickelte Polymere zum Einsatz.

Auch mit glasfaserverstärkten Kunststoffen lassen sich optisch ansprechende Oberflächen gestalten. Das zeigt beispielsweise das PP SoForm 

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Der Wunsch nach ansprechenden Oberflächen und einer höheren Nachhaltigkeit treibt die Materialentwicklungen im Fahrzeuginterieur voran

Standardkunststoffe

Technische Kunststoffe

Automotive

Fahrzeugbau

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Erfolgsfaktor Optik

Die gewünschte Gewichtsreduzierung bei Fahrzeugen stellt nicht nur Automobilhersteller, sondern auch die Werkstoffproduzenten vor große Herausforderungen. Die verwendeten Materialien sollen nicht nur das Gewicht senken, sie müssen zudem auch den mechanischen und chemischen Belastungen standhalten.

Bild 4. Prüfstäbe nach Kontakt mit einer Calciumchloridlösung: An den grauen Stellen kam es zu Schäden. Die Stäbe aus den PA+PP-Blends weisen im Gegensatz zu denen aus PA keine Schäden auf.

Blends aus PP und PA senken das Gewicht und verbessern die Chemikalienbeständigkeit

Blend

Kfz-Elektronik

Elektronik

Zu zweit leichter

Durch einen drehenden Werkzeugkern beim Spritzgießen kann während des Einspritzens Scherung in tangentiale Richtung induziert werden, die sich mit der einspritzbedingten Scherung überlagert. Dies führt bei faserverstärkten Thermoplasten zu einer Umorientierung der Fasern in tangentiale Richtung. Im Rahmen des Beitrags wird vorgestellt, wie sich das Werkzeugsystem mit drehendem Kern auf die Faserorientierung und die Berstdruckfestigkeit von kurzfaserverstärktem Polypropylen und Polyamid auswirkt.

Schematische Darstellung der rotationsbedingten Schergeschwindigkeit aufgrund des drehenden Werzeugkerns

Spritzgießen

Werkzeugkonstruktion

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Beeinflussung der Faserorientierung von Polypropylen und Polyamid im Spritzgießprozess durch einen drehenden Werkzeugkern

Akro-Plastic zeigt auf der K 2022 unter anderem ein PP-Compound aus Frittenfett.

Das Motorrad Husqvarna FE 350 ist eines der Highlights am Stand von Akro-Plastic. 

Kunststoffe, biobasiert

Polypropylen-Compound

Bio voll im Fokus

Mit richtigen Materialien bei Elektrofahrzeugen in der Produktion und während der Nutzungsphase CO2-Emissionen einsparen.

Der Wechsel vom Verbrennungs- zum Elektromotor bietet nicht nur Herausforderungen, sondern auch Chancen. Aufgrund der veränderten Anforderungen lassen sich an vielen Stellen etwa durch Materialwechsel CO2-Emissionen einsparen.

Mit richtigen Materialien bei Elektrofahrzeugen in der Produktion und während der Nutzungsphase CO2-Emissionen einsparen.

Mit passenden Materialien und Daten den Wandel hin zur Elektromobilität gestalten

Elektromobilität

Mobilität

Doppelt nachhaltigere E-Autos

Die Studie untersucht, wie wasserlösliche Salzkerne in den Composite-Prozessen Spritzguss und automatisiertem Tapelegen eingesetzt werden können.

Slokav-Salzkern-Versuche: Vergleich umspritzter Salzkerne in der ersten Stufe: PA6 (erfolgreich) vs. CF-PEEK (fehlgeschlagen).

Polyetherketon

Werkstoffe für additive Verfahren

Entwicklung in Richtung eines robusten, wasserlöslichen, verlorenen Kernmaterials – Teil 1: Unverstärktes, binderfreies Salz

 Grundlagen für die verfahrenstechnische Nutzbarmachung der Kombination von Co-Injektion und Thermoplastschaumspritzgießen für komplexe Materialkombinationen.

Schaumspritzgießen

Co-Injektion im Spritzgießen: Sandwichbauteile mit geschäumtem Kern und weichelastischer Haut

Das neue Lion Bike steht für eine außergewöhnliche Fahrradserie. Rahmen und Gabel bestehen aus einem Polyamid mit recycelten Carbonfasern.

Cool und nachhaltig: Die neue Lion Bikes für Kids mit Rahmen und Gabel aus Hochleistungspolymeren und recycelten Carbonfasern.

Faserverarbeitung

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Messe Fakuma

Leichtbau

Spritzgießmaschinen

Stylisch, sicher und nachhaltig produziert

Auf der Formnext 2022 wird Lehvoss innovative, polymerbasierte Materialien für den anspruchsvollen 3D-Druck sowie deren Anwendungen vorstellen.

Aus Luvocom 3F PEI 50236 GY im FFF-Verfahren hergestellter Demonstrator. 

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Additive Fertigung

Werkstoff

3D-Druckmaterialien für hoch beanspruchte Endbauteile

Vom 15. bis 18. November 2022 werden auf der Formnext in Frankfurt am Main Neuheiten aus der additiven Fertigung präsentiert. Einige Messe-Highlights können wir schon heute verraten.

Auch in der additiven Fertigung ist das Thema Nachhaltigkeit angekommen, das zeigt unter anderem Evonik mit seinem neuen PA12-Pulver.

Vom 15. bis 18. November 2022 werden auf der Formnext in Frankfurt am Main wieder live Neuheiten zur additiven Fertigung präsentiert. Einige Messe-Highlights können wir schon heute verraten.

Diese Neuheiten werden auf der Formnext 2022 präsentiert

Verfahren für die additive Fertigung

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, andere

Anlagen für die Additive Fertigung

3D-Druck-Anlage, pulverbettbasiert, Metall

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Metall

3D-Druck-Anlage, strahlbasiert, Metall

3D-Drucker (für FDM, FFF, etc.)

Premierenfieber in Frankfurt

Antifog-Additive helfen Wasserniederschlag an Folien zu vermeiden. Neue Entwicklungen erhöhen nun die Lebensdauer der Folien.

Mit Antibeschlagadditiven ausgestattete Folien ermöglichen attraktivere Verpackungen für Lebensmittel (links). Ohne derartige Zusätze kondensiert in vielen Fällen Wasser an der Verpackung (rechts). Das kann die Kaufentscheidung negativ beeinflussen.

Antibeschlagadditive für Lebensmittel- und Gewächshausfolien

Folien

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Steter Tropfen trübt die Folie

Für die zunehmend verbreiteten 800-V-Antriebe von E-Autos sind spezielle Kunststoffe notwendig. Eine nachhaltige Möglichkeit stellt etwa biobasierte PPA dar.

Biobasiertes PPA für Wechselrichter von Elektrofahrzeugen

Elektromotoren

Antriebe

Schneller und nachhaltiger laden

Vom Spritzgießen in die additive  Fertigung und wieder zurück

Bei vielen 3D-Druck-Verfahren stellt der Verzug der Materialien ein großes Problem dar. Das noch junge  Unternehmen Dipromat hat deshalb PA und PP mit geringer Schwindung entwickelt. Diese bieten sich nicht nur für die additive Fertigung, sondern auch für das Spritzgießen an.

Materialverzug stellt beim 3D-Druck ein Problem dar. Dipromat hat deshalb verzugsfreie PA und PP entwickelt. Sie eignen sich auch für das Spritzgießen.

Manchmal nehmen Produktentwicklungen ungeahnte Wendungen. Das war auch bei dem Materialhersteller Dipromat GmbH der Fall. Das Unternehmen entwickelt und produziert teilkristalline Thermoplaste, speziell für den 3D-Druck konzipierte thermoplastische Elastomere (TPE) und strahlenvernetzbare Polymere. Es wurde 2020 mit dem Ziel gegründet, klassische Spritzgießmaterialien wie Polyamid 6 (PA6) und Polypropylen (PP) in die additive Fertigung zu bringen. Die Entwicklung von verzugsfreien Werkstoffen für den 3D-Druck bei Dipromat inspirierten nun allerdings wiederum Fortschritte bei Spritzgießpolymeren.

Bei der additiven Fertigung, beispielsweise beim Strangablegeverfahren (Fused Filament Fabrication, FFF), stellen Formschwindung und der daraus resultierende Verzug ein großes Problem dar. Dipromat hat deshalb Carbonfaser- und Spezialglasfaserpolymere mit Formschwindungswerten von 0 % in Längsrichtung und 0,2 % in Querrichtung entwickelt. Mit Carbonfaserverstärkung konnten außerdem PA mit einer Schwindung von 0,1 % in beiden Richtungen erreicht werden.

Das Interesse an diesen Materialien war allerdings nicht nur bei 3D-Druck-Anwendern groß, sondern auch bei Spritzgießern. Bei diesen herrscht ebenfalls eine große Nachfrage nach maßgenauen hochverstärkten PA (mit Faserverstärkungen zwischen 40 und 60 %). Das Unternehmen legte deshalb eine Serie an Präzisions-PA (Markenname: Dipromid) für das Spritzgießen auf. Diese ermöglichen ästhetische Oberflächen, sind nahezu verzugsfrei und ermöglichen im Vergleich zu üblichen PA66 und teilaromatischen PA eine energieeffizientere Verarbeitung bei einer ungefähr 35 − 40 °C niedrigeren Temperatur. Außerdem ist der Einfluss der Luftfeuchtigkeit auf die Teileeigenschaften bei diesen komplexen PA sehr gering.

Dass sich die Materialien sowohl im 3D-Druck als auch im Spritzgießen verarbeiten lassen, bietet für Verarbeiter einen großen Vorteil. Es erleichtert den Übergang vom additiv gefertigten Prototypen zur Spritzgießserie.

Welche Ergebnisse mit den Materialien möglich sind, zeigte eine Kooperation mit der Firma Apium Additive Technologies. Mit dem IR-Zonenheizsystem des Unternehmens konnten Bauteile mit einer gleichmäßig schönen Oberfläche, gepaart mit hoher Festigkeit in Aufbaurichtung im 3D-Drucker realisiert werden (Titelbild). Bei der Herstellung werden lediglich die obersten Schichten aufgeschmolzen, wodurch ein hoher Schichtverbund erreicht wird.

Das Schwierigste bei allen extrusionsbasierten Verfahren ist die Z-Haftung. Diese Lagenhaftung lässt sich durch das selektive Anschmelzen der letzten Lage signifikant verbessern. Dieses Verfahren hat auch einen sehr positiven Einfluss auf die Oberfläche der Bauteile. Die unteren Schichten können während dem Anschmelzen abkühlen, ohne einen weiteren thermischen Einfluss zu erfahren, unter dem die Oberflächenqualität leiden würde. Bauraumheizungen sind somit unnötig. Von besonderer Bedeutung sind die Vorteile für Carbon-Anwendungen, da die Z-Haftung und die Sprödigkeit quer zur Faser bei diesen für Probleme sorgen können.

Neben den Präzisions-PA hat Dipromat auch eine Reihe an entsprechenden Polypropylenen (PP) entwickelt (Bild 1). Präzision war bisher bei PP nur schwer umsetzbar. Die große Differenz zwischen dem Schmelzpunkt bei typischerweise 161 °C und der niedrigen Erstarrungstemperatur von 112 – 124 °C je nach Nukleierung der PP-Typen führt zu großer Schwindung und damit zu starkem Verzug. Besonders bei glasfaserverstärkten Typen ist das der Fall. Bei der von Dipromat vorgestellten Reihe handelt es sich um unverstärkte und glasfaserverstärkte Typen, die kaum Schwindung aufweisen, sehr zäh sind und dabei – im Gegensatz zu üblichen schlagzähmodifizierten PP – keine Wärmeformbeständigkeit verlieren. Für letzteres sorgt eine Blend-Komponente, die eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 160 °C mitbringt. Auch die Z-Haftung der Materialien ist sehr hoch.

Damit sind für Spritzgießen und 3D-Druck polyolefinische Compounds mit hoher Präzision verfügbar. Die Entwicklung der Materialien begann in der additiven Fertigung und kehrt nun ins Spritzgießen zurück.

Ausgabenartikel KU06-23

Bild 1. PP ist kein Werkstoff, der üblicherweise mit Präzision in Verbindung gebracht wird. Aus den unterschiedlichen Schmelz- und Erstarrungstemperaturen ergibt sich vor allem bei glasfaserverstärkten Typen ein großer Verzug. Das von Dipromat entwickelte PP-Blend Diproblend weist hingegen nur eine geringe Schwindung auf und besitzt eine hohe Wärmeformbeständigkeit. Der Kunststoffverarbeiter Grauts verwendete es deshalb zur Fertigung von Lüftergehäusen.

Carbonfaserverstärkte Präzisions-PA sind bei 3D-Druck-Anwendungen beliebt, da die Schwindung durch Carbonfasern minimal ist. Die Fasern besitzen eine negative Schwindung und gleichen dadurch die Matrixschwindung aus. Die von Apium additiv gefertigten Bauteile kommen bei einem Carbonfaseranteil von 15 % lediglich auf eine Schwindung von 0,1 % in beiden Richtungen.

KU 6-23_Dipromat - Hauptartikel

Weitere Informationen unter <a href="http://www.dipromat.de" target="_blank">www.dipromat.de</a>

Die Dipromat GmbH wurde 2020 gegründet. Die beiden Firmengründer Michaela Moriconi und Uwe Stenglin möchten mit dem Unternehmen ihre Erfahrung in der Entwicklung von Spritzgießwerkstoffen auf 3D-Druck-Materialien übertragen. Die entwickelten Werkstoffe sollen die Lücke zwischen Polymeren wie PA12, PLA und ABS, die sich gut verarbeiten lassen, jedoch moderate thermische Eigenschaften aufweisen, und teuren Hochleistungskunststoffen wie PEEK und PEKK schließen.