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23.05.2018
Erhöhte Batteriesicherheit von Elektrofahrzeugen

Aufgrund steigender Energiedichte der Batteriesysteme müssen die Entwickler von Lithium-Ionen-Akkus immer höhere Sicherheitsanforderungen beachten. Freudenberg Sealing Technologies hat einen Hitzeschild entwickelt, der in prismatischen und Pouch-Zellen nahezu bauraumneutral eingesetzt werden kann.

Mehr Reichweite, ohne dass die Batterie größer und schwerer wird: Eine höhere Energiedichte schafft die Voraussetzung für die breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen und stellt das wichtigste Ziel aller Batterieentwickler dar. Doch je mehr Energie auf engem Raum gespeichert wird, desto höher auch die Sicherheitsanforderungen. So gilt es, für den Fall vorzusorgen, dass eine schadhafte Zelle überhitzt. Dieses von Experten „Thermal Runaway“ oder „Thermisches Durchgehen“ genannte Phänomen kann dazu führen, dass an einer Zelle Temperaturen von bis zu 600 °C auftreten. Die Gefahr: Die Wärme kann in einem solchen Fall durch das Kühlsystem des Akkus nicht schnell genug abgeführt werden. Wenn sich die benachbarten, eigentlich gesunden Zellen durch den Wärmestau ebenfalls erhitzen, kann es zu einer Kettenreaktion kommen, die im schlimmsten Fall zu einer Explosion des gesamten Batteriesystems führt.

Freudenberg Sealing Technologies wirkt der Ansteckungsgefahr durch eine Neuentwicklung entgegen. Künftig sollen Hitzeschilde zwischen den einzelnen Zellen dafür sorgen, dass die Wärme in der schadhaften Zelle so lange isoliert wird, bis diese abgebaut worden ist. Der Hitzeschild erfüllt dabei drei grundlegende Eigenschaften: Erstens besteht er selbst aus einem sehr hitzebeständigen Material, einem silikonbasierten Elastomer. Zweitens verzögert er den Wärmeübergang zwischen den Zellen durch eine waffelförmige Struktur – winzige Lufttaschen sorgen für eine hervorragende Wärmeisolation. Und drittens ist der Hitzeschild mit einer Dicke von max. 1 mm sehr schlank. Die zuvor gewonnene Energiedichte verschlechtert sich also durch den Einsatz des Hitzeschildes kaum spürbar. Für die Entwicklung des Hitzeschildes wurde ein neues Prüfverfahren entwickelt. Es basiert darauf, Proben der Hitzeschilde auf einer 600 °C heißen Oberfläche zu lagern und die Temperatur auf der Rückseite mit Thermoelementen zu erfassen. Versuchsreihen haben gezeigt, dass nach 30 s auf der Rückseite Temperaturen von deutlich unter 200 °C auftreten. Damit wäre eine benachbarte Zelle vor einer Zerstörung der Kathodenmaterialien oder des Separators hinreichend geschützt. Die exakten Grenzwerte hängen aber an einer Vielzahl einzelner Parameter wie Chemie und Geometrie der Batteriezellen.

Versuchen an Batteriemodulen und -systemen steht nun nichts mehr im Weg. Auch an die Montage der Hitzeschilde ist gedacht: Da die Lufttaschen durch einen Saugnapf-Effekt an den glatten metallischen Oberflächen einer prismatischen Zelle gut anhaften, wäre der einzelne Schild exakt zu positionieren. In weiteren Entwicklungsschritten wäre es sogar möglich, die Funktion der Hitzeschilde zu erweitern. Führt man das flexible Formteil auf die Oberseite der Zelle fort, könnte es die sich dort befindende Berstscheibe umschließen und abdichten. Die Berstscheibe sorgt bei einem Überdruck in der Batteriezelle dafür, dass die entstehenden teilweise toxischen Gase gezielt entweichen.

Freudenberg Sealing Technologies, Hitzeschild.
14.05.2018
Exzellente Fließeigenschaften

Mit Structalit® 5894-1 hat Panacol eine schwarze Vergussmasse mit mittlerer Viskosität und kleiner Partikelgröße der Füllstoffe entwickelt, die optimal für einen großvolumigen Verguss oder als Glob Top von Leistungselektronik geeignet ist.

Das schwarz gefärbte 1K-Epoxidharz bietet aufgrund seiner Viskosität und geringen Partikelgröße des Füllmaterials beste Fließeigenschaften. Durch den niedrigen Füllstoffgehalt weist Structalit®  5894-1 bei der Dosierung eine geringere Abrasivität auf.  Die Vergussmasse härtet thermisch schnell aus, sodass das Material auch für den großvolumigen Verguss oder die Verkapselung von Elektronikkomponenten geeignet ist. Nach der Aushärtung verfügt sie über eine sehr ebene und gleichmäßige Oberfläche, die zugleich schockbeständig und kratzfest ist.

Panacol-Elosol GmbH, Structalit® 5894-1.
14.05.2018
Alternative zu Hochtemperaturkunststoffen

Aufgrund der besonderen Kombination mechanischer, tribologischer und chemischer Eigenschaften eignen sich die TECACOMP PK TRM Compounds von Ensinger insbesondere für technische Bauteile im Automobilbereich. Auch für die Öl-, Gas- oder Chemieindustrie bietet das modifizierte Polymer eine wirtschaftliche Alternative zu Hochtemperaturkunststoffen.

Die tribologisch optimierten Compounds auf Basis von aliphatischem Polyketon zeichnen sich durch ihre Vielseitigkeit aus: Das Polymer weist eine hohe Zähigkeit, eine hohe chemische Beständigkeit und ein gutes Gleit- und Verschleißverhalten auf – selbst bei gleichartiger Paarung.  Es sind drei mit Additiven optimierte Compounds im Programm. TECACOMP PK TRM CF20 ist mit Kohlefasern verstärkt und erzielt optimierte mechanische Eigenschaften sowie eine hohe Verschleißfestigkeit. Die Compounds TECACOMP PK TRM PVX und TECACOMP PK TRM XS sind für verbesserte Gleiteigenschaften zusätzlich mit Festschmierstoffen modifiziert. In der Modellprüfung erreicht die XS-Variante einen rd. 50% geringeren Verschleiß als Polyamid 66 und erzielt längere Laufzeiten. Und auch in der Verarbeitung haben TECACOMP PK TRM Compounds Vorteile: Weil Polyketon beim Spritzguss relativ schnell kristallisiert, lässt sich die Zykluszeit reduzieren – und die Produktivität in der Fertigung erhöhen. Die Compounds haben besondere tribologische Eigenschaften. Üblicherweise zeigen Gleitpartner aus gleichartigen Kunststoffen ein schlechtes Verschleißverhalten. Polyketon hat die Besonderheit, dass es auch in einer gleichartigen Kunststoff/Kunststoff-Paarung gut funktioniert. Aber auch gegen Metalle zeigen die PK-Compounds ein gutes tribologisches Verhalten. Im Vergleich zu anderen technischen Kunststoffen zeichnet sich Polyketon durch eine hohe Schlagzähigkeit aus. Frisch spritzgegossenes Polyketon hat die höchste Bruchdehnung aller teilkristallinen Thermoplaste (eB > 200 %). Durch eine geringe Feuchteaufnahme erreichen Werkstoffe aus Polyketon eine hohe Maßhaltigkeit und konstante mechanische Eigenschaften. TECACOMP PK TRM Compounds können auch für Teile eingesetzt werden, die über einen längeren Zeitraum Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Ein weiterer besonderer Vorteil von Polyketon ist die Beständigkeit gegenüber vielen Chemikalien. Das Polymer ist resistent gegen schwache Säuren, Basen und Schmierstoffe, denen Polyamide üblicherweise nicht standhalten. Eine solche chemische Beständigkeit kennt man sonst nur von Hochtemperaturkunststoffen in höheren Preissegmenten wie PEEK oder PPS. Eine weitere Eigenschaft von Polyketon ist eine sehr gute Barrierewirkung gegen viele niedermolekulare Medien wie Sauerstoff, Wasserstoff und Kraftstoffe. Zudem hat das Material eine gute Hydrolysebeständigkeit.

Ensinger GmbH, TECACOMP PK TRM Compounds.
25.04.2018
EPDM-Trinkwasserqualität

In enger Zusammenarbeit mit einem Mischungshersteller produziert die Tec-Joint AG Folien, Platten und Multilayer nach neusten Trinkwasserzulassungen.

Die Halbzeuge sind in diversen Härten lieferbar und entsprechen den relevanten Normen. Dazu zählen die EN 681-1, D KTW D1 und D2 bzw. neu UBA* Elastomerleitlinie, D DVGW W-270, F ACS-NF XP P 41-250-1/-2/-3, GB WRC BS 6920 (WRAS), A Ö-Norm B5014-1 D und E, USA NSF ANSI 61 Konformität. Auf Wunsch wird das Elastomer mit einem PES-Gewebe kombiniert, sodass das Gewirk in einer Richtung gut dehnbar ist.  Die Folien und Platten werden in Größen von 0,5 bis 6 mm produziert.

Tec-Joint AG, EPDM-Folien und -Platten.
16.04.2018
Rohstoffpreise für PTFE steigen

Der Anstieg der Rohstoffpreise für PTFE und andere Fluorpolymere hat sich zu Jahresbeginn nach Aussagen von pro-K, Industrieverband Halbzeuge und Konsumprodukte aus Kunststoff e.V., weiter fortgesetzt. Zudem werden Verfügbarkeitsgrenzen sichtbar.

Vor dem Hintergrund der soliden konjunkturellen Entwicklung in den Haupteinsatzbereichen des Hochleistungskunststoffes PTFE steigt auch die Nachfrage nach Fluorpolymeren weiter an. Dem steht aber eine Entwicklung gegenüber, die sich seit Mitte 2017 immer deutlicher abzeichnet: massiv anziehende Rohstoffpreise. Die vorübergehende Stilllegung von Produktionsanlagen in China und das damit verknappte Rohstoffangebot lassen die Rohstoffpreise für PTFE deutlich in die Höhe klettern. Auf Basis des regelmäßig von der pro-K Fluoropolymergroup durchgeführten Branchentrends weisen gleichermaßen die Preise für S-PTFE und E-PTFE zweistellige Steigerungsraten auf. Zusätzlicher Druck auf die Märkte entsteht durch erste Kontingentierungen und längere Lieferzeiten seitens der Polymerhersteller. Eine kurzfristige Verbesserung ist derzeit nicht abzusehen. Die Hauptursache für die Verknappung des Angebots ist weiterhin auf die eingeschränkte Nutzung von Produktionsanlagen in China vor dem Hintergrund der dort massiv gestiegenen Umweltauflagen zurückzuführen. Zudem kommen in größerem Umfang neue Anwendungen für PTFE, wie z.B. Wärmetauscher für die Rauchgasreinigung in Kraftwerken und in Anwendungen der globalen Digitalisierung, oder PVDF in Batterien von E-Autos zum Einsatz. Mit R-1234-yf ist ein weiteres Wettbewerbsprodukt um die gemeinsame Ressource Flussspat aufgekommen. Dieses Kältemittel mit deutlich reduziertem Ozonabbaupotenzial kommt weltweit in den Klimaanlagen neuer Fahrzeuge zum Einsatz. Alle Effekte zusammen haben ihre Spuren in den meisten Bereichen des PTFE hinterlassen.

03.04.2018
Kitt für heiße Teile

Die vielseitig einsetzbare Reparaturmasse Pyro-Putty 2400 von Kager für die Abdichtung von Rissen, Löchern und Spalten in Bauteilen aus Gusseisen, Stahl sowie nicht rostendem Stahl ist vor allem für Anwender im Motoren-, Maschinen- und Ofenbau ein kostengünstiger Helfer für die Instandsetzung.

Spalte füllen in Guss- und Stahlteilen, Risse in Rohrleitungen schließen oder Zylinderköpfe und Auspuffkrümmer abdichten – das sind typische Anwendungsbeispiele für den Einsatz der Reparaturmasse. Denn das hochviskose Material ist aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit von bis zu 1.090 °C ein Problemlöser für die Instandsetzung von Bauteilen, die während des Betriebs sehr heiß werden.  Die anorganische 1K-Paste ist zu ca. 25% der Gesamtmasse mit der technischen Keramik Kaliumsilikat und zu etwa 50% der Gesamtmasse mit Edelstahl angereichert. Vorrangig aus dieser Rezeptur resultiert die hohe Temperaturbeständigkeit des Materials. Sein spezifisches Gewicht liegt bei 1,50 g/cm3 . Geliefert wird  Pyro-Putty 2400 in Dosen mit 0,45 sowie 0,95 und 3,80 l Inhalt. Nach dem Aufrühren lässt sich die Reparaturmasse sehr einfach mit einer Spritze oder einem Spachtel in die schadhaften Stellen am Bauteil – Risse, Löcher oder Spalte – eintragen und dann weiterverarbeiten. Die Aushärtung an Luft erfolgt innerhalb von max. 4h. Danach lässt sich das Material z.B. schleifen oder lackieren. Die Masse lässt sich bei einer empfohlenen Temperatur von 13° C bis 32° C lagern.

Kager Industrieprodukte GmbH, Pyro-Putty 2400.
28.03.2018
FKM und TPE kombiniert

Mit FluoroXprene bietet Freudenberg Sealing Technologies einen Werkstoff an,  der ursprünglich für Kraftstoffleitungen konzipiert, dank seiner Eigenschaften das Potenzial für neue Dichtungslösungen hat.

FluoroXprene wurde entwickelt, um die Permeation von Kraftstoffdämpfen durch die Wandung der Zuleitungen zu reduzieren. Diese Permeation trägt ebenfalls zum Schadstoffausstoß eines Kraftfahrzeugs bei, wird aber häufig bei der Betrachtung der Gesamtemissionen außer Acht gelassen. FluoroXprene reduziert entweichende Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre durch die Wandung der Kraftstoffschläuche auf einen Bruchteil der üblichen Mengen. Und das nicht nur bei Standard-Kraftstoffen – auch die aggressiven, alternativen Kraftstoffe auf Pflanzenbasis wie E10 oder E85 werden sicher eingedämmt. FluoroXprene optimiert zudem die Sicherheit in Kraftstoffsystemen. Die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffs hilft den Fahrzeugherstellern, das Kraftstoffsystem gegen statische Entladung abzusichern. Schon seit einiger Zeit laufen Versuche, sogenannte FKM/TPE-Materialien im Bereich Automotive einzusetzen. Mit FluoroXprene ist es jetzt erstmals gelungen, ein prozessfähiges Compound zweier hochfluorierter Werkstoffe zu entwickeln. Dabei wird die hohe chemische Resistenz von Fluorkautschuk (FKM) mit der leichten Verarbeitbarkeit von thermoplastischen Elastomeren (TPE) verbunden. Durch veränderte Anteile der beiden Komponenten beziehungsweise der Bestandteile lassen sich die Produkteigenschaften an eine Vielzahl komplexer Anforderungsprofile anpassen. Da sich der neue Werkstoff sehr gut verarbeiten lässt, kann er in einem neuen Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen, das Freudenberg Sealing Technologies entwickelt hat. Es vereint bewährte Spritzgießtechnik mit einer aus Einzelkavitäten bestehenden Werkzeugkonstruktion, spart Material und Energie und hilft anfallenden Abfall zu reduzieren. FluoroXprene ist somit ein gutes Beispiel, wie Unternehmen ressourcenschonend produzieren und gleichzeitig Nachhaltigkeit und Effizienz auch auf Kundenseite erhöhen können.

Freudenberg Sealing Technologies, FluoroXprene.
28.03.2018
FEPM-Platten und -Folien für aggressive Umgebungen

Überall dort, wo im Maschinen- und Anlagenbau, in der Prozess- und ölverarbeitenden Industrie Standards versagen, lassen sich mit Tec-Joint-Folien und -Platten von 0,5 bis 5 mm i.d.R. in einer Shore-Härte von 60-65 Lösungen realisieren.

FEPM beinhaltet Monomere von EPDM (Propylen) und FKM (Tetrafluorethylen). Daraus resultieren eine gute Heißwasserbeständigkeit und eine sehr gute Wärmebeständigkeit (in Umluft). Ein Nachteil ist die schlechte Kältebeständigkeit, die zu einer starken bleibenden Verformung führt, aber bei einer erneuten Wärmebeaufschlagung zum großen Teil reversibel ist. Durch seine chemische Beständigkeit gegenüber Erdölprodukten, Motorölen, Motorkühlmitteln mit hohen Anteilen an Rostschutzmitteln, Hochdruckgetriebeölen (EP-Getriebeölen), Getriebeölen, Servolenkungsflüssigkeiten, allen Arten von Bremsflüssigkeiten, inkl. DOT 3, Mineralöl und Silikonöl, Dampf und Phosphatester ist er nahezu einzigartig. Zudem ist er beständig gegenüber allen Arten von Wärmeträgerölen, Aminen, Säuren und Basen, vor allem aber gegenüber Heißwasser und Dampf bis zu +170 °C. Durch seine guten mechanischen und physikalischen Eigenschaften und dank einer Einsatztemperatur von ca. -5 °C bis +200 °C ist er insgesamt sehr vielseitig einsetzbar und im Vergleich zu peroxidisch vernetzten FKM-Elastomeren besitzt er eine bessere Wasserbeständigkeit. Im Vergleich zu FFKM-Produkten ist er wesentlich preisgünstiger. 

Tec Joint AG, FEPM-Platten.
26.03.2018
Infoportal für lebensmitteltaugliche Dichtungen

Lebensmitteltaugliche Dichtungen stellen Anwender i.d.R. vor Herausforderungen – denn sie müssen vielen Anforderungen genügen. RESOGOO hat in einem Infoportal wichtige Informationen zusammengestellt.

Für den Lebensmittelbereich geeignete Dichtungen zu finden, ist in der Tat keine leichte Aufgabe, weil nationale und internationale Zulassungen erforderlich sind. Während sich das deutsche Bundesinstitut für Risikobewertung an den Kontaktzeiten orientiert, steht bei der FDA-Richtlinie die Beschaffenheit der Lebensmittel im Vordergrund. Hinzu kommen EU- und US-Konformitäts-Verordnungen sowie Positiv-Listen, die teils unspezifisch sind und sich gravierend unterscheiden.


Für Durchblick in diesem Verordnungs-Dschungel sorgt ein neues Infoportal (www.dichtungen-lebensmittel.de). Lebensmitteltechniker und industrielle Anwender finden hier Informationen zu Zulassungen, technischen Regeln und Freigaben – aber auch anderes Wissenswertes rund um den Einsatz von Dichtungen in der Lebensmittelindustrie. Um schnell das passende Dichtungsmaterial zu finden, steht zudem ein „Auswahl-Helfer“ bereit. Das Tool benötigt lediglich einige Angaben zu den Eigenschaften, Einsatzanforderungen und Zulassungen

RESOGOO GmbH & Co. KG, Infoportal.
26.03.2018
Neue Materiallösungen für den 3D-Druck

Der Unternehmensbereich Adhesive Technologies von Henkel baut sein Netzwerk strategischer Partnerschaften mit globalen Technologieführern aus. Ziel ist es, die Anwendungen im wachsenden Markt der Additiven Fertigung von Funktionsprototypen auf die industrielle Herstellung von Bauteilen auszuweiten.

Henkel Adhesive Technologies beliefert Kunden weltweit mit einem breiten Portfolio an Hochleistungsmaterialien wie lichthärtenden Acrylaten, Silikonen, Epoxidharzen und Polyurethan-Klebstoffen. Die Produkte und Services ermöglichen hochwirksame Lösungen für unterschiedliche Industriesegmente. Auf Basis dieser technologischen Expertise hat der Unternehmensbereich neuartige Materialien für verschiedene Prozesse und Technologien im 3D-Druck entwickelt. Um den industriellen Einsatz von 3D-Druck-Lösungen zu beschleunigen, bietet man zudem ein wachsendes Portfolio von Services und Geräten. Dazu zählen Automatisierungsanlagen sowie Lösungen für Aushärtung, Imprägnierung und Oberflächenbehandlung in der Nachbearbeitung gedruckter Teile. Um das volle Potenzial der Additiven Fertigung auszuschöpfen, müssen die richtigen Kundenanwendungen identifiziert und gezielt die richtigen Materialien im Zusammenspiel mit dem richtigen Druckverfahren und der richtigen Software entwickelt werden. Deshalb kooperiert man mit Unternehmen wie Carbon und Hewlett Packard, die bereits leistungsfähige 3D-Druck-Technologien auf den Markt gebracht haben. Gemeinsam mit Carbon arbeitet Henkel an Materialien und Dosieranlagen für polymerisationsbasierte 3D-Druck-Verfahren. Die Unternehmen haben ein Mess-, Misch- und Dispensiergerät (MMD), ein Dosiersystem für Harze sowie Zubehör für das SpeedCell Fertigungssystem von Carbon entwickelt, die den Einsatz von Carbon-Materialien im industriellen Maßstab ermöglichen. Darüber hinaus hat man mit der Entwicklung von Loctite Harzen für Carbons Materialplattform begonnen. Gemeinsam mit Hewlett Packard (HP) arbeitet man  innerhalb der offenen Materialplattform von HP und entwickelt Materialien für HPs pulverbasierte Jet Fusion Technologie. Darüber hinaus wird Henkel als erster weltweiter Vertriebspartner für HPs Jet Fusion 3D-Drucker Qualifizierungen in der industriellen Produktion vorantreiben.

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