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ICF-Compounds


Kohlenstofffaserverstärkte Compounds

ICF

Leichtigkeit, Struktur, Steifigkeit und Wettbewerbsfähigkeit kombiniert in nur einem Material

„Sie können jede Farbe haben, solange es schwarz ist”, sagte schon Henry Ford. Bei den ICF-Produkten der AKRO-PLASTIC GmbH ist es nicht anders, diese werden ebenfalls ausschließlich in Schwarz hergestellt. Unsere innovativen Compounds auf Basis von Kohlenstofffasern zeichnen sich durch extreme Steifigkeit und einen außerordentlich wettbewerbsfähigen Preis aus. 

 

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. 

 

Herausragende Eigenschaften dieser Produktreihe sind:

• Gute tribologische Eigenschaften (verschleißarm)
• Gute elektrische Leitfähigkeit
• Gute Wärmeleitfähigkeit
• Sehr hohe Steifigkeit und Biegesteifigkeit
• Gute Biegefestigkeit
• Geringe Wärmelängenausdehnung

Finden Sie das richtigen ICF-Compound für Ihre Anwendung

Eine Auswahl an Polyamiden für Anwendungen, die kohlefaserverstärkten Kunststoff benötigen.

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ICF-Compounds

Produktcharakterisierung

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.
 

Im Zugversuch zeigt sich, dass selbst bei höheren Temperaturen mit leichteren ICF-Compounds von AKRO-PLASTIC in etwa die gleichen Festigkeiten erzielt werden können wie mit Compounds, die eine deutlich höhere Glasfaserverstärkung aufweisen. Allerdings ist die Bruchdehnung bei kohlenstofffaserverstärkten Compounds etwas geringer als bei Compounds mit Glasfaserverstärkung.

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. 
 

Ziel der neuen Produktlinie ist es, das Gewicht von hochfesten Bauteilen massiv zu senken. Da sich der Preis nun erstmalig deutlich dem von Glasfasercompounds annähert, steht einer Substitution auch aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten nichts mehr im Wege. Die Tatsache, dass ein Kupplungspedal in einem so sensiblen Prozess wie dem Wasserinnendruck-Verfahren stabil gefertigt werden kann zeigt, wie hoch die Qualität der neu geschaffenen Produktreihe ist. 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.

ICF-Compounds

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. 

Full Shot: Das Bauteil wird ohne Nachdruck komplett gefüllt. Bei dieser Variante wird bereits eine Gewichtsreduktion um 4 % gegenüber dem Standardprozess ohne Treibmittel realisiert. Die mechanischen Eigenschaften bleiben dabei nahezu identisch. Das Treibmittel wirkt fließverbessernd und reduziert das Gewicht zwar nur moderat, jedoch wird eine ebenso gute Bauteiloberfläche wie im Standardprozess erreicht und das Bauteil ist nahezu verzugsfrei.

 

Short Shot: Das Bauteil wird nahezu vollständig gefüllt, jedoch ohne die Schmelze zu verdichten. Auch diese Variante wird ohne Nachdruck gefahren und erreicht einen hohen Schäumgrad und damit eine Ge-wichtsreduktion von 13 % im Ver-gleich zum Nullwert. Um 15 % reduziert sich der Zug-E-Modul  –  also in etwa um den Betrag, um den sich das Gewicht reduziert hat.

 

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Anwendungen

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.

 

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