Neue Technologie für reibungsarme Dichtungen
Europas Kunststoff- und Gummiindustrie wird von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) dominiert, und um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen diese mit neuen Trends und Chancen Schritt halten können. Dichtungen verbinden zwei Komponenten und verhindern eine Leckage oder Vermischung von Inhalten. Die Aufgabe von dynamischen Dichtungen ist noch anspruchsvoller, denn sie müssen dicht halten, während die Komponenten sich (wechselseitig) drehen oder hin und her bewegen. Der weltweite Markt für dynamische Hochleistungsdichtungen ist groß und lukrativ, wobei sie am meisten für hydraulische und pneumatische Anlagen und Autos gebraucht werden. Verbände der europäischen Kunststoff- und Gummiindustrie starteten das EU-finanzierte Projekt TDM-SEALS (Cost-effective low-friction seals by texturing during moulding technology) um auf diesem Markt mitzumischen. Die Reibung ist ein wichtiger Faktor, der Leistung und Lebensdauer von dynamischen Dichtungen beeinflusst. Bekanntlich kann die Reibung durch Oberflächenstrukturierung reduziert werden, aber sie wird derzeit mittels zusätzlicher Laserbearbeitung nach dem Formen durchgeführt, was Zeitaufwand, Komplexität und Kosten der Produktion erhöht. TDM-SEALS verwendete Oberflächenstrukturierung während des Formvorgangs selbst, um die dynamische Reibung um mehr als 30% zu reduzieren. Eine neuartige keramische Beschichtung für die Formen minimierte mögliche Schwierigkeiten beim Entfernen des Werkstücks aus der strukturierten Form. Die Entformung ist ein wichtiger Schritt und die Texturierung der Formoberfläche könnte zu einem "Verkleben" führen. Zu diesem Zweck bauten die Forscher einen Prüfstand, der Entformungskräfte während der Gummiverarbeitung quantifizieren kann. Mittels Vergleichsmessungen erleichtert der Prüfstand die Auswahl geeigneter Beschichtungen, die die Entformungskräfte ausgleichen können. Um die Technologiereife zu demonstrieren, stellte TDM-SEALS verschiedene strukturierte Dichtungsprototypen her und testete sie. Diese reichten von einfachen D-Ringdichtungen zu komplexeren Kolbendichtungen mit verschiedenen Materialien - Nitrilkautschuk und thermoplastisches Polyurethan (TPU). Die Forscher berichteten eine Reibungsreduzierung zwischen 20% und 50% über den gesamten Geschwindigkeitsbereich (1-300 mm/s) für die texturierten D-Ringe und zwischen 20% und 45% für die TPU-Kolbendichtung. Die neuartige Technologie von TDM-SEALS sollte es europäischen KMU der Kunststoff- und Gummiherstellung erlauben, auf dem Markt für Produkte mit hohem Mehrwert für anspruchsvolle Anwendungen mitzumischen. Dies wird ihre Wettbewerbsposition verbessern und das aktuelle Beschäftigungsniveau erhalten. Das Projekt-Video finden Sie hier.
Schlüsselbegriffe
Reibungsarme Dichtungen, dynamische Dichtungen, Kunststoffe und Gummi, TDM-SEALS, Entformung