Kohlenstofffaserverstärkte Compounds
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ICF-COMPOUNDS
Leichtigkeit, Struktur, Steifigkeit und Wettbewerbsfähigkeit kombiniert
Mit der bewährten Compounding-Technologie unserer Schwesterfirma FEDDEM GmbH & Co. KG bieten wir ICF-Compounds auf Basis von Polyamid 6 (AKROMID® B), Polyamid 6.6 (AKROMID® A), PPA (AKROMID® T), PA 6.6 mit einem teilaromatischem CoPA (AKROLOY® PA) oder auf Basis von PARA (AKROLOY® PARA) sowie einem aliphatischem Polyketon (AKROTEK® PK) und Polyester (PRECITE®) an. Die Compounds werden mit 10 % bis 40 % Kohlenstofffaser ausgerüstet.
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Gute tribologische Eigenschaften (verschleißarm)
Gute elektrische Leitfähigkeit
Gute Wärmeleitfähigkeit
Sehr hohe Steifigkeit und Biegesteifigkeit
Gute Biegefestigkeit
Geringe Wärmelängenausdehnung
Nachhaltige Alternativen
Um den CO2-Fußabdruck der Produkte zu verbessern, können wir auch unsere neue AKROMID® NEXT-Produktlinie mit einer nachhaltigen Alternative anbieten. AKROMID® NEXT G3 ICF 15 7 L CI schwarz (8379) kombiniert eine Polymermatrix niedriger Dichte mit einer Verstärkung niedriger Dichte. Diese PA 6.9/PP-Mischung mit 15 % recycelten Kohlenstofffasern wird ebenfalls aus biobasierten und biomassebilanzierten Polymeren hergestellt. Dieses Produkt kann offiziell durch ISCC PLUS oder REDcert² zertifiziert werden.
ICF-Compounds
Produktionsprozess von ICF-Bauteilen
AKRO-PLASTIC hat Lösungswege entwickelt, um trockene, aufbereitete Kohlenstofffasergelege wertschöpfend in eine Polymerschmelze einzuarbeiten. Dazu werden die Gelege in einem mehrstufigen Prozess so zerkleinert, dass sie wie herkömmliche Schnittkohlefasern auf einem Extruder gravimetrisch dosiert werden können. Die größte Hürde dabei ist ein auf dem Gelege aufgetragener Pulverbinder. Dieser Pulverbinder dient dazu, mehrere Lagen der Kohlenstofffasergelege übereinander zu positionieren und gegen Verrutschen in den nachfolgenden Prozessen zu sichern. Ein wichtiger Schritt während der Aufbereitung der Fasern ist die Dosierung der Gelege, die nur über eine präzise Temperaturführung gewährleistet werden kann.
Der verwendete gleichlaufende Doppelschneckenextruder der FEDDEM GmbH & Co. KG wurde mit einer neuentwickelten Seitenbeschickung ausgestattet. Diese ist in der Lage, je nach Polymer bis zu 40 % Kohlenstofffasern schonend in die aufbereitete Polymerschmelze zu fördern. Ein weiterer entscheidender Schritt bei der Einarbeitung der aufbereiteten Kohlenstofffaser ist die entsprechende elektrische Kapselung der Anlagentechnik und eine geeignete Absaugung an den Dosierungen. Die hohe Leitfähigkeit der Kohlenstofffaser führt ansonsten relativ schnell zur Zerstörung der kontaminierten Elektrokomponenten.
1. Kohlenstofffaserreste
2. Blackbox: Aufbereitung der Gelegereste
3. Compoundierung
4. ICF-Granulat
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Vorteile von ICF-Compounds
Die Verwendung von Kohlenstofffasern bewirkt im Vergleich zu Glasfasern eine extreme Steifigkeitserhöhung bei thermoplastischen Compounds. Dies wird deutlich, wenn man sich den spezifischen Zug-E-Modul, also den Zug-E-Modul dividiert durch die Dichte, ansieht. Vor allem im spritzfrischen Zustand dominieren ICF-Compounds von AKRO-PLASTIC. Doch selbst für konditionierte Compounds ist der spezifische Zug-E-Modul für alle Compounds höher, als der eines glasfaserverstärkten Alternativcompounds.
In diesem Vergleich schneiden die AKROMID® Lite Compounds besonders gut ab. Hier ist die spezifische Steifigkeit eines konditionierten AKROMID® B3 ICF 20 1 L in etwa so hoch wie die eines spritzfrischen AKROMID® B3 GF 40 1 L.
In der Praxis bedeutet dies, dass man bei identischer Geometrie Bauteile mit vergleichbarer oder sogar höherer Steifigkeit und niedrigerem Gewicht realisieren kann. Bei dynamisch belasteten Strukturbauteilen kann das Teiledesign dem Steifigkeitsgewinn angepasst und nochmals zusätzlich Gewicht eingespart werden.
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ICF-Kupplungspedal
Gemeinsam mit den Firmen Engel, PME Fluidtec und Moldetipo ist es uns gelungen, das Gewicht des Bauteils um 10 % zu senken und gleichzeitig verbesserte mechanische Werte zu erzielen.
Der Vorteil von kohlenstofffaserverstärkten Compounds kann in vielen anderen Anwendungen ebenfalls genutzt werden, insbesondere in tragenden Bauteilen. Bei Anwendungen wie Mittelkonsolen, Aktivkohlefiltern oder Halterungen für Steuergeräte könnten zudem weitere Vorteile der Kohlenstofffaser von Nutzen sein. Dazu zählen: die elektrische Abschirmung, die gute Wärmeleitfähigkeit sowie der niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizient.
Eigenschaften | Prüfmethode | B3 GF 30 GIT schwarz (4599) | B3 ICF 15 schwarz (5026) |
|---|---|---|---|
Dichte Compound | ISO 1183 | 1,36 g/m³ | 1,18 g/m³ |
Steifigkeit Bauteil | 100 % | 125 % | |
Reißkraft Bauteil | 999 +/-40 N | 1.100 +/-15 N | |
Gewicht Bauteil | 319 g | 291 g |
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Gewichtsreduktion
Neue Treibmittelsysteme führen zur Gewichtsreduktion bei technischen Kunststoffen, unter bestmöglicher Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualitäten. Diese Treibmittelmasterbatches kombinieren die Vorteile des staubfreien, sicheren Handlings mit der Bereitstellung von Nukleierungskeimen und Additiven, die im Prozess die Realisierung eines optimal abgestimmten Produkts ermöglichen.
Bei der Prozessführung gibt es zwei unterschiedliche Ansätze, die in der Tabelle anhand von Schulterstäben an einem mit 20 % kohlenstofffaserverstärktem (PA- und PP-) Blend, beladen mit 3,5 % Masterbatch AF-Complex® PE 990310 TM, miteinander verglichen werden. Als Nullwert dient das jeweilige Compound, beladen mit Treibmittel und produziert im Standardprozess. Feuchtigkeitsaufnahme beeinflusst die so geschäumten Varianten in gleichem Maße wie nicht geschäumte.
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Eigenschaften | Einheit | AKROMID® B3 ICF 20 1 L | AKROMID® B3 ICF 20 1 L | AKROMID® B3 ICF 20 1 L |
|---|---|---|---|---|
Shot-Verfahren | Nullwert | Short Shot | Full Shot | |
Nachdruck | mit Nachdruck | ohne Nachdruck | ohne Nachdruck | |
Teilfüllung | Teilfüllung | |||
Treibmittel | % | 3,5 AF-Complex® TM | 3,5 AF-Complex® TM | 3,5 AF-Complex® TM |
Zug-E-Modul | MPa | 12.510 [100%] | 10.660 [85%] | 12.200 [97%] |
Biege-Modul | MPa | 12.100 [100%] | 12.240 [101%] | 12.260 [101%] |
Biegefestigkeit | MPa | 202 [100%] | 185 [92%] | 198 [98%] |
Biegedehnung | % | 2,7 | 2,4 | 2,6 |
Gewichtsreduktion | % | 13 | 4 | |
Dichte | g/cm³ | 1,10 | 0,96 | 1,06 |
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Richtlinien für die Konstruktion von ICF-Bauteilen und Werkzeugen
Bei der Konstruktion von Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten ICF-Compounds müssen deren spezielle physikalischen Eigenschaften berücksichtigt werden. In unserem Leitfaden für kohlenstofffaserverstärkte ICF-Compounds (Guideline for Carbon Fiber reinforced ICF Compounds) finden Sie Hinweise zur Bauteil- und Werkzeugkonstruktion sowie zur Verarbeitung.
Ihr Formenbauer ist mit ICF-Compounds nicht vertraut und weiß nicht, welchen Stahl er verwenden soll? Bitte beachten Sie unsere Werkzeugstahlempfehlungen (Mold Steel Recommendations).
Finden Sie das richtige ICF-Compound für Ihre Anwendung
Disclaimer: Alle auf dieser Website gemachten Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder Eignung für einen konkreten Einzelfall kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet werden. Die Verarbeiter und Anwender werden durch unsere Angaben nicht von Versuchen und eigenen Prüfungen für den konkreten Einsatzfall befreit. AKRO®, AKROMID®, AKROLEN®, AKROLOY®, AKROTEK®, ICX®, PRECITE® und DIA(hr)LOG® sind registrierte Marken der AKRO-PLASTIC GmbH.