Präzisionskolben aus Duroplast
Duroplast

Duroplaste lassen sich nur während der Formgebung bei höheren Temperaturen verformen. Sind sie ausgehärtet, behalten sie Form und Härte auch unter Hitze. Der Grund liegt in der engmaschigen, dreidimensionalen Vernetzung der Moleküle, die sie von Thermoplasten unterscheidet. Hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen, geringes Gewicht im Vergleich zu Metall und eine wirtschaftliche Verarbeitung machen Duroplaste in vielen Bereichen der Technik zu einem bewährten und idealen Werkstoff.

Sie haben sich dort bewährt, wo bisher Metall üblich war.

Duroplast als Werkstoff für Hitze, Chemikalien und hohe Beanspruchung

Wegen ihrer Formbeständigkeit, ihrer Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit und ihrer Härte ersetzen Duroplaste immer häufiger Metall. Fortschritte in der Materialforschung und in der Verarbeitung erweitern den Einsatzbereich ständig. In vielen Anwendungen verbinden Duroplaste heute technische Vorteile mit klaren Kostenvorteilen gegenüber Metallen.

Bei den Formmassen gibt es zwei Lieferformen. SMC- und BMC-Formmassen basieren auf styrolhaltigem Polyesterharz und sind pastös. Für ihre Verarbeitung braucht es besondere Zuführeinrichtungen, zum Beispiel sogenannte Stopfer. Rieselfähige Formmassen sind dagegen granuliert und laufen über Standardfülltrichter.

Einsatzgebiete

  • Leichtbau als Alternative zu technischen Metallteilen
  • Metallersatz bei gleichem Längenausdehnungsfaktor
  • hoch beanspruchte, extrem glatte und präzise Oberflächen

Epoxidharze (EP)

Epoxidharz, Eigenschaften und Verwendung

Das Epoxidharz (EP) zählt zu den Duroplasten und besitzt sehr gute mechanische Eigenschaften sowie eine gute chemische Beständigkeit.

Eigenschaften von Epoxidharz

Epoxidharze besitzen sehr gute mechanische Eigenschaften und gute chemische Beständigkeiten. Als Duroplaste behalten sie nach dem Aushärten ihre Form und Härte auch unter Hitzeeinwirkung.

Verwendung von Epoxidharz

EP-Harze werden in Verbindung mit Glasfaser, Kohlefaser oder Aramidfaser für mechanisch hoch belastete Produkte eingesetzt. Außerdem dienen sie zur Ummantelung von Elektroniken und Sensoren. KE-Technik verarbeitet duroplastische Werkstoffe im Spritzguss.

Melaminharz, Eigenschaften und Verwendung

Melaminharz (MF) gehört wie das Melamin-Phenolharz (MP) zu den Duroplasten. Duroplaste sind nur während ihrer Formgebung bei höheren Temperaturen plastisch verformbar und behalten nach dem Aushärten ihre Form und Härte.

Eigenschaften von Melaminharz

Melaminharze sind im Vergleich zu anderen Duroplasten gut witterungs- und lichtbeständig und haben eine gute mechanische Stabilität. Sie verfügen über eine gute Oberflächenhärte und sind dadurch kratzfest bei einem hohen Oberflächenglanz.

Verwendung von Melaminharz

Bestimmte MF-Typen sind auch für den Einsatz im Lebensmittelbereich zugelassen. In unserem Duroplastbereich verarbeiten wir MF-Formmassen ebenso wie PF-, EP- und UP-Formmassen auf elf zum Teil vollautomatisierten Spritzgussanlagen. Duroplaste kommen zunehmend dort zum Einsatz, wo bislang metallische Werkstoffe gefragt waren.

UP Kunststoff, ungesättigte Polyesterharze im Überblick

UP Kunststoff steht für ungesättigte Polyesterharze (UP), Duroplaste, die als sogenannte Teigmassen (SMC) verarbeitet werden.

Eigenschaften von UP Kunststoff

In der Regel sind die Formmassen aus UP mit hohen Füllstoffgehalten versehen. Dadurch erhalten sie eine höhere Festigkeit und sind für hohe mechanische Belastungen nutzbar. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften kommen auch kurzglasfaserverstärkte Typen vor.

Verwendung von UP Kunststoff

Anwendungen sind zum Beispiel Schalter- und Steckerteile, Gerätegehäuse oder Fahrzeugteile. KE-Technik verarbeitet im Duroplastbereich auch UP-Formmassen auf elf zum Teil vollautomatisierten Spritzgussanlagen.

SMC- und BMC-Formmassen basieren auf einem styrolhaltigen Polyester-Harz und werden pastös geliefert. Deshalb sind besondere Zuführeinrichtungen wie Stopfer erforderlich.

Harnstoffharz, Eigenschaften und Verwendung

Das Harnstoffharz (UF) zählt zu den Duroplasten. Die auch als Aminoplaste bezeichneten Harnstoffharze wurden bereits in den 1920er-Jahren als Duroplast verwendet.

Eigenschaften von Harnstoffharz

Zu den Vorteilen dieser Materialien zählen ihre gute Färbbarkeit und ihre Lebensmittelechtheit.

Verwendung von Harnstoffharz

Heute werden Harnstoffharze eher als Klebstoff und Bindemittel in der Möbelindustrie eingesetzt. Sie finden aber auch als Gehäuse für Haushaltsgeräte, als Sanitärprodukte oder als technische Teile wie Schaltergehäuse oder Kontaktleisten Anwendung. KE-Technik verarbeitet duroplastische Werkstoffe im Spritzguss.

DAP Harz, Eigenschaften und Verwendung

DAP Harz steht für Diallylphthalatharze, die zusammen mit den Diisoallylphthalatharzen (DIAP) zur Gruppe der Duroplaste zählen.

Eigenschaften von DAP Harz

Diese Harze sind gekennzeichnet durch ihre sehr gute Wärmebeständigkeit und ausgezeichnete mechanische und elektrische Eigenschaften. Als Duroplaste lassen sie sich nach dem Aushärten nicht mehr aufschmelzen.

Verwendung von DAP Harz

Als Duroplaste behalten DAP und DIAP ihre Form und Härte auch unter Hitzeeinwirkung. KE-Technik verarbeitet duroplastische Werkstoffe im Spritzguss und setzt sie dort ein, wo hohe Festigkeit und Formstabilität gefragt sind.

Phenolharz, Eigenschaften und Verwendung

Phenolharz (PF) ist ein durch Polykondensation hergestellter Duroplast, der auch unter dem Handelsnamen Bakelit auf dem Markt bekannt ist. Phenolharze gehören zu den ersten vollsynthetischen Kunststoffen.

Eigenschaften von Phenolharz

Die Formmassen werden mit Glas-, organischen Fasern oder anorganischen Füllstoffen verstärkt. Sie besitzen hervorragende elektrische Eigenschaften, eine gute Wärmeformbeständigkeit, sehr gute Chemikalienbeständigkeit und Dimensionsstabilität. Dazu kommen eine geringe Verarbeitungsschwindung, sehr gute mechanische Eigenschaften, eine hohe Oberflächenhärte und eine hervorragende Oberflächengüte.

Verwendung von Phenolharz

Aufgrund dieser Eigenschaften werden Phenolharzformmassen in unterschiedlichsten Bereichen für Gehäuse oder Funktionsbauteile eingesetzt und ersetzen dort metallische Werkstoffe. In unserem Duroplastbereich verarbeiten wir Phenolharz auf elf zum Teil vollautomatisierten Spritzgussanlagen. Für das Entgraten der duroplastischen Bauteile stehen mehrere moderne Entgrat-Anlagen zur Verfügung.

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Spritzgussmaschinen stehen uns für die Verarbeitung von Duroplasten zur Verfügung.
0°C
hält ein Duroplastteil kurzzeitig als maximale Temperaturbelastung aus.
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ist unter optimalen Bedingungen der erzielbare Schwindungsfaktor bei Duroplastbauteilen.

Eigenschaften von Duroplasten im Vergleich zu anderen Kunststoffen

Dichte und Festigkeit

Dichte und Festigkeit im Test

Die meisten Kunststoffe haben eine Dichte zwischen 0,8 und 2,2 g/cm³. Damit sind sie deutlich leichter als metallische oder keramische Werkstoffe. Dieser Gewichtsvorteil macht Duroplaste für Leichtbauteile interessant.

Kunststoff im Kontakt mit Kraftstoff

Viele Kunststoffe widerstehen anorganischen Stoffen sehr gut, auch Mineralsäuren, Laugen und Salzlösungen. Duroplaste halten zusätzlich Kraftstoff, Motoröl, Getriebeöl, Glykol und Bremsflüssigkeit aus, auch bei hoher Temperatur. Deshalb finden sie Einsatz in Haushalt, Automobilbau und Maschinenbau.

Wenn Kunststoff altert

Äußere Einflüsse lassen Kunststoffe altern. Dazu zählen Umwelteinflüsse, Chemikalien, Strahlung und mechanische Belastung. Typische Folgen sind Quellung, Versprödung, Festigkeitsverlust und Rissbildung.

Kunststoff als Isolator

Kunststoffe leiten in der Regel kaum Strom und Wärme. Darum eignen sie sich besonders gut als Isolator, sowohl gegen Elektrizität als auch gegen Wärmeenergie.

Brandschutz bei Kunststoffen

Thermoplastische Kunststoffe brennen meist leicht, was sich mit flammhemmenden Additiven regulieren lässt. Duroplaste brennen aufgrund ihres molekularen Aufbaus dagegen nicht.

Mehr Stabilität durch Fasern

Zusatzstoffe verbessern die mechanische Festigkeit von Kunststoffen. Üblich ist der Zuschlag von Glasfaser oder Kohlefaser.

Veredelte Kunststoffoberfläche

Zur technischen und optischen Aufwertung stehen viele Verfahren bereit, etwa Lackieren, Metallisieren, Bedampfen, Laserbeschriften oder Bedrucken.

Veredelung von Kunststoffteilen

Häufige Fragen zu Duroplast

Wie unterscheidet sich Duroplast von Thermoplast?

Duroplaste sind nach dem Aushärten nicht mehr verformbar, weil ihre Moleküle dreidimensional eng vernetzt sind. Thermoplaste lassen sich dagegen durch Wärme wiederholt verformen. Deshalb behalten Duroplaste ihre Form auch bei Hitze.

Ein Duroplastteil hält kurzzeitig bis zu 600 °C als maximale Temperaturbelastung aus. Duroplaste bleiben auch über 180 °C sehr dimensionsstabil. Auch bei hoher Temperatur widerstehen sie Chemikalien und aggressiven Medien.

Duroplast brennt wegen seiner molekularen Struktur nicht. Bei Thermoplasten lässt sich die Brennbarkeit nur mit flammhemmenden Additiven regulieren.

Wir fertigen Duroplastteile unter anderem für Automotive und Sensorik. Ein Beispiel ist ein Actuatorkolben, der Metall ersetzt und eine Maßhaltigkeit von maximal 5 µm erreicht. Dafür laufen bei uns 11 Spritzgussmaschinen mit Formmassen aus PF, EP, UP und MF.

Die wichtigsten Vorteile von Duroplast auf einen Blick

  • sehr niedriger, linearer Längenausdehnungskoeffizient
  • sehr dimensionsstabil auch bei Temperaturen über 180 °C
  • sehr gute dynamische Eigenschaften auch bei Temperaturwechseln
  • kein Korrosionsschutz erforderlich
  • niedriger Kaltfluss bei statischer Belastung und hoher Temperatur
  • große Wandstärken-Unterschiede möglich
  • widerstandsfähig gegen Chemikalien und aggressive Medien, auch bei hoher Temperatur
  • sehr UV-stabil

Ihr direkter Ansprechpartner für Duroplast-Lösungen

Ingo Höfner, Projektmanagement bei KE-Technik
Ingo Höfner

Projektmanagement

07721 7509-8521
ingo.hoefner@ke-technik.de