Kunststoffe für die Luft- und Raumfahrttechnik - Halbzeuge - Ensinger
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Inhalt 4 Kunststoffe im Einsatz 6 Produktportfolio 7 Spezialwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt 8 Anwendungsbeispiele 10 Mechanische Eigenschaften 12 Thermische Eigenschaften 14 Elektrische Eigenschaften 15 Strahlungsbeständigkeit 16 Brennbarkeit 17 Chemikalienbeständigkeit 18 Verarbeitungseinflüsse auf Prüfergebnisse 19 Häufig gestellte Fragen 20 Qualitätsmanagement 22 Werkstoffrichtwerte Ensinger®, TECA®, TECADUR®, TECAFLON®, TECAFORM®, TECAM®, TECAMID®, TECANAT®, TECANYL®, TECAPEEK®, TECAPET®, TECAPRO®, TECASINT®, TECASON®, TECAST®, TECATRON® sind eingetragene Warenzeichen der Ensinger GmbH. TECATOR® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Ensinger Inc. VICTREX® ist ein eingetragenes Markenzeichen der Victrex Manufactu- ring Ltd. TECAPEEK wird hergestellt aus VICTREX® PEEK Polymer. 2
Technische Kunststoffe von Ensinger tra- Die Eigenschaften unserer Kunststoffpro- gen in vielen Industriebereichen dazu bei, dukte erfüllen die detaillierten Anforderun- Anwendungen leistungs- und wettbewerbs- gen der Materialspezifikationen von End- fähiger zu machen. In der Luft- und Raumfahrt kunden und Systemlieferanten in der Luft- werden hohe Anforderungen an Werkstoffe und Raumfahrtindustrie. Sicherheitsaspekte gestellt. Dabei überzeugen Hochleistungs- und reduzierter Energieverbrauch werden kunststoffe unter anderem durch ihr geringes hierbei groß geschrieben. Gewicht und Brandverhalten. Ensinger-Qualität in der Luft- und Raumfahrt Vorteile im Überblick Im Auftrag unserer Kunden haben wir einen ˌˌEine Gewichtsersparnis von bis zu 60% großen Teil unserer Werkstoffe nach den ge- gegenüber Aluminium reduziert den Ener- forderten Spezifikationen geprüft und quali- gieverbrauch fiziert. Auf Anfrage können weitere Materialien ˌˌKunststoffe lassen sich besser weiterver- qualifiziert werden. arbeiten als andere Werkstoffe ˌˌHöhere Designfreiheit in der Bauteilaus- Aufgrund der besonderen Anforderungen legung zu reduzierten Fertigungs- und der Luft- und Raumfahrtindustrie über- Montagekosten nimmt Ensinger Verantwortung: Rohwaren- ˌˌGute chemische Beständigkeit eingangskontrollen, Rohwarenspezifikatio- ˌˌInhärente Flammwidrigkeit: Hoch- nen, Rezepturfestschreibungen für einzel- leistungskunststoffe entsprechen den ne Artikel, Endkontrollen, Ausstellen von Anforderungen des Standards UL94-V0 Abnahmeprüfzeugnissen u.v.m. und dem Brandverhalten nach FAR 25.853 ˌˌBrandverhalten in Bezug auf Rauchgas- Zusätzlich kann Ensinger die komplette dichte, Rauchgastoxizität und Hitzefreiset- Dokumentation und Rückverfolgbarkeit für zung alle Materialien und Herstellungsprozesse ˌˌHohe spezifische Festigkeit durch faser- anbieten. Die Sicherheit dieser Prozesse verstärkte Kunststoffe wird über alle Produktionsverfahren, wie z.B. ˌˌÜberzeugende Gleiteigenschaften mit Compoundierung, Halbzeugextrusion und hervorragenden Trockenlaufeigenschaften Fertigteilerzeugung durch Spritzguss oder und Wartungsfreiheit in der Anwendung Zerspanung, unter Beweis gestellt. ˌˌGeringe Ausgasung im Vakuum ˌˌGute Strahlenbeständigkeit Ensinger ist nach ISO 9001:2008 zertifiziert und hat ein Qualitätsmanagementsystem, das mit den internationalen Standards einher- geht, implementiert und in den Prozeduren fest verankert ist. 3
Kunststoffe im Einsatz Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe in der Luft- und Raum- fahrttechnik müssen besonderen Anforderungen gerecht werden. In enger Zusammenarbeit mit Unternehmen Ausstattung und Systeme aus dem Bereich der Luftfahrt haben unsere Für den Einsatz von Materialien in Antriebs- Spezialisten bereits viele optimale Lösungen elementen, Steuereinheiten oder in einem entwickelt. Fahrwerk sind gute elektrische und thermische Eigenschaften nötig. Zudem wird ein kon- Flugzeugkomponenten trolliertes Brandverhalten, eine niedrige Rauch- Die Flugzeugzelle, Verkleidungsteile, Flü- gastoxizität sowie ein gutes Gleitverhalten gel, Nase, Rumpf und Leitwerk bestehen aus und hohe Chemikalienresistenz vorausgesetzt. einer Vielzahl an Komponenten. Werkstoffe müssen hierfür gute thermische und mecha- nische Eigenschaften und eine hohe Alte- rungsbeständigkeit aufweisen. Kabinenaustattung Kunststoffe kommen in Beleuchtungssys- temen, Sitzen, in der Bordküche und Kühl- systemen, in der Sauerstoffversorgung, Trink- wasser- und Entsorgungssystemen sowie Frachtladeeinrichtungen zum Einsatz. Somit Material und Teile sind teils zusätzliche Spezifikationen wie FDA, Kunststoffe, die unter anderem in Befes- Fungus-Test und Trinkwasserzulassungen ge- tigungselementen, Kugellagern, Dichtungen, fordert. oder Gleitlagern zum Einsatz kommen, ver- fügen über exzellente mechanische Eigen- Antriebssysteme schaften. Für Anwendungen in Maschinen, Komponen- ten oder Gehäusen wird vor allem eine hohe thermische Beständigkeit und gute Gleiteigen- schaften von Werkstoffen gefordert. 4
� TECAFORM AD natural (POM-H) � TECAFORM AH natural (POM-C) � TECAFLON PTFE natural (PTFE) � TECAPEEK GF30 natural (PEEK) � TECATRON GF40 natural (PPS) � TECAPEEK PVX black (PEEK) � TECAMID 66 natural (PA 66) � TECAPEEK natural (PEEK) � TECATOR natural (PAI) � TECASINT (PI) Flugzeugkomponenten Türverkleidungen e Rumpfkomponenten und Leitwerkteile e Tragflächen: e e e Landeklappen, Verrippung, Verkleidung Flugzeugzelle: Türen, Bauteile, Elektrik, Rohre und Leitungen, e e e e e Kabelführungen Bauteile Befestigungselemente e e e e Lager e e e Dichtungen e e e e e Buchsen e e e Betankungs- und Tanksysteme e e e e e e e e Systeme und Ausstattung Aktuatoren und Flugkontrollsysteme: Luftfahrt Luftversorgung, Wärme- und Energiemanagement, Beleuchtung, Steuerung für Türver-/-entriegelung, e e e e e e e Motorsteuerung, Elektrisches Landesystem (ISR), Flugsteuerung, Sensoren, Aktuatoren und Integration, Enteisung Fahrwerk Haupt- und Bugfahrwerke, Lenksystem e e e e e Ein- und Ausfahrsteuerung, Absenkvorrichtung Räder und Bremsen Kabinenausstattung Sitzplätze, Kabinenbeleuchtung, Bordküche Kühlsysteme, Sauerstoffsysteme, Trinkwasseranlagen e e e e Vakuumentsorgungssysteme Ladungsausstattung Antriebssysteme Triebwerke und Komponenten: e e e e e e Turbinen, Propellersysteme Lagerbuchsen für Triebwerksschaufeln e Bauteile für Düsentriebwerk e e e Satelliten Antennenabdeckungen (Radom) e e e e e e e Lagerbuchsen, Gleitelemente (Vakuum) Raumfahrt Konstruktions- und Isolationsbauteile Drahtrollen, Dichtringe e e e Abdeckung Radar e Drehmomentzylinder e e e Befestigungselemente e e e Rohrhalter e e e e e e Das Wichtigste in Kürze Technische Kunststoffe bieten durch vorteilhafte Materialeigenschaften vielfältige Einsatzmöglichkeiten für die Luft- und Raumfahrindustrie. 5
Produktportfolio Basis für viele Anwendungen In den letzten Jahren hat die Bedeutung von technischen Kunststoffen in vielen Industriebranchen rasant zugenommen. Für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik bieten wir ein breites Spektrum an Konstruktions- und Hochleistungswerkstoffen aus unserem Standard- sortiment an. ˌˌTECAFINE (PE) ˌˌTECAFLON (PTFE, PVDF) ˌˌTECAFORM (POM) ˌˌTECASON (PSU, PPSU) ˌˌTECAPET (PET) ˌˌTECAPEEK (PEEK) ˌˌTECAMID (PA 6/66, PA 11/12) ˌˌTECATRON (PPS) ˌˌTECAST (PA 6 C) ˌˌTECATOR (PAI) ˌˌTECANAT (PC) ˌˌTECASINT (PI) Hochleistungs- 300 °C PI kunststoffe PAI PEKEKK PEEK, PEK LCP, PPS PES PTFE, PFA 150 °C PPSU, PEI ETFE , PCTFE PSU, PPP PVDF Konstruktions- kunststoffe PC PA 46 100 °C PET, PBT PA 6-3-T PA 66 PA 6, PA 11, PA 12 POM PMP Dauergebrauchs- temperatur Standard- kunststoffe PPE mo d. PMMA PP PE PS, ABS , SAN amorph Einteilung der Kunststoffe teilkristallin 6
Spezialwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt TECASINT 4121 / TECASINT 2021 (PI) TECASON P natural (PPSU) ˌˌNiedrige Reib- und Verschleißwerte ˌˌHohe Wärmeformbeständigkeit ˌˌHDT /A bis zu 470 °C ˌˌGute Zähigkeit TECASINT 4111 (PI) TECAPEI natural (PEI) ˌˌHohe Steifigkeit, Modul 6.700 MPa ˌˌDauergebrauchstemperatur bis 170 °C ˌˌWärmeformbeständigkeit HDT /A = 470 °C ˌˌBeständig gegen energiereiche Strahlung ˌˌAusgasungsarm im Vakuum TECAFLON PTFE natural (PTFE) TECASINT 2391 (PI) ˌˌAußergewöhnliche chemische ˌˌModifiziert mit MoS2 Beständigkeit ˌˌBeste Gleiteigenschaften im Vakuum ˌˌBesonders niedriger Reibungskoeffizient ˌˌAusgasungsarm im Vakuum ˌˌGeeignet für weiche Gegenlaufpartner TECASINT 2011 natural (PI) TECAMID 66 natural (PA 66) ˌˌMaximale Festigkeit und Dehnung ˌˌGut kleb- und schweißbar ˌˌOptimale elektrische Eigenschaften ˌˌElektrisch isolierend und gut zerspanbar ˌˌHöchster Modul und geringste thermische Leitfähigkeit TECAMID 66 MO black (PA 66 MoS2 ) ˌˌGute UV-Beständigkeit TECAPEEK natural (PEEK) ˌˌGeringer Abrieb ˌˌHohe Dauergebrauchstemperatur (260 °C) ˌˌHervorragende mechanische Eigenschaften TECAMID 66 GF35 natural (PA 66 GF) auch bei hohen Temperaturen ˌˌGlasfaserverstärkt ˌˌHohe Festigkeit TECAPEEK CF30 black (PEEK CF) ˌˌSehr hohe Festigkeitswerte durch TECAFORM AH natural (POM-C) Kohlefaserverstärkung ˌˌGute chemische Beständigkeit ˌˌSehr abriebfest ˌˌHohe Rückstellkraft TECAPEEK GF30 natural (PEEK GF) TECAFORM AH ELS (POM-C, Leitruß) ˌˌGlasfaserverstärkt ˌˌElektrisch leitfähig ˌˌErhöhte Festigkeit ˌˌAusgezeichnete Chemikalienbeständigkeit TECAFORM AH SD (POM-C, Antistatikum) ˌˌStatisch ableitend, kohlenstofffrei TECAPEEK ELS nano (PEEK CNT) ˌˌInhärent wirkendes, dauerhaft nicht ˌˌElektrisch leitfähig kontaminierendes Antistatikum ˌˌAusgezeichnete chemische Beständigkeit ˌˌGute Zerspanbarkeit TECAFORM AD natural (POM-H) ˌˌHohe mechanische Festigkeit TECATRON GF40 natural (PPS GF) ˌˌSehr gute Zerspanbarkeit ˌˌÄußerst hohe Festigkeit durch Glasfaserverstärkung TECAFORM AD AF (POM-H TF) ˌˌSehr gute chemische Beständigkeit ˌˌSehr gute Gleiteigenschaften ˌˌGeringe Wasseraufnahme 7
Anwendungsbeispiele Drahtrolle für Solarsegel TECASINT 2391 black (PI) Ausgasungsarm gemäß ESA-Norm. Hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht. Sensorplatte (Bauteil Flugzeug Klimaanlage) TECAPEEK GF30 natural (PEEK GF) Hohe Temperaturbeständigkeit. Dimensionsstabil. 8
Twin Pulley (Baugruppe für Gepäckfachlift) TECAPEI GF30 natural mod. (PEI GF) Hohe Temperaturbeständigkeit. Inhärent flammwidrig. Sehr fest und steif. Output Pulley (Baugruppe für Gepäckfachlift) TECAPEI GF30 natural mod. (PEI GF) Hohe Temperaturbeständigkeit. Inhärent flammwidrig. Sehr fest und steif. Dämpfungskolben (Einsatz in Landungseinheit) TECAFORM AH white (POM-C) Dimensionsstabil. Beständig gegen Fett. 9
Mechanische Eigenschaften Stetige Verbesserungen der Leistung und Einsparung von Kraftstoffkosten sind entscheidende Erfolgskriterien in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Die Gewichtsreduzierung und die Optimierung der mechanischen Eigenschaften von Flugzeugbauteilen ist daher ein wesentlicher Faktor. Bei der Werkstoffauswahl ist die spezifische Festigkeit eine wesentliche Kennzahl. Sie setzt die Zugfestigkeit in Relation zur Dichte eines Werk- stoffes und gibt das Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht an. Um das Potenzial von thermoplastischen oder Verbundswerkstoffen zu bewer- ten wird diese Kennzahl oft für den Vergleich mit Metallen von geringem Gewicht und hoher Festigkeit herangezogen. In der Luft- und Raum- fahrtindustrie sind das überlicherweise Titan oder Aluminium. Spezifische Festigkeit [MPa / (g/cm³)] 0 20 40 60 80 100 120 TECAFORM AD AF natural TECAFORM AD TECAFORM AH SD natural TECAFORM AH ELS black TECAFORM AH TECAMID 66 GF35 TECAMID 66 MO black TECAMID 66 TECANAT TECAFLON PFTE natural TECAPEI TECASON P white TECATRON GF40 TECAPEEK ELS nano black TECAPEEK CF30 black TECAPEEK GF30 TECAPEEK TECATOR 5013 natural TECASINT 2011 natural TECASINT 2021 black TECASINT 2391 black TECASINT 4111 natural TECASINT 4121 black Titan* AIMg3-Legierung* *Quelle: Tabellenbuch Metall 10
Kriechfestigkeit Als Kriechfestigkeit bezeichnet man die Verformungszunahme in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur unter einer konstanten Last. TECASINT ist ein nicht-schmelzender Werkstoff, der auch bei hohen Temperaturen nicht erweicht und unter Lasteinwirkung eine sehr ge- ringe Kriechneigung hat. Die unten aufgeführten Diagramme zeigen die Kriechdehnung unter Abhängigkeit von Zeit und Temperatur bei einer Last von 17 MPa. Kriechdehnung TECASINT bei 250 °C 17 MPa, ISO 899-1 10 > log Kriechdehnung [%] 1 0,1 0,1 10 1000 > log Zeit [h] TECASINT 2011 TECASINT TECASINT 40112011 TECASINT 4011 TECASINT 4111 TECASINT 4111 Kriechdehnung TECASINT bei 150 °C 17 MPa, ISO 899-1 1 > log Kriechdehnung [%] 0,1 0,1 10 1000 > log Zeit [h] TECASINT 2011 TECASINT TECASINT 40112011 TECASINT 4011 TECASINT 4111 TECASINT 4111 11
Thermische Eigenschaften Glasübergangstemperatur [°C] Schmelztemperatur [°C] –100- 0 100 200 300 400 °C Ein amorphes Material kann über den Tg hin- TECAFORM AD natural aus nicht mechanisch belastet werden, da die TECAFORM mechanische Festigkeit stark abnimmt. AH natural Teilkristalline Werkstoffe hingegen weisen TECAMID 6 natural durch die kristallinen Bereiche über den Tg hi- TECAMID 66 naus noch eine gewisse mechanische Festigkeit natural auf und sind deshalb besonders für mechanisch TECAMID 66 black belastete Bauteile geeignet. TECAMID 66 GF35 natural Schmelztemperatur TECANAT natural Als Schmelztemperatur Tm bezeichnet man TECAFLON die Temperatur, bei der ein Stoff schmilzt, das PTFE natural heißt, vom festen in den flüssigen Aggregats- TECASON P natural zustand übergeht. Dabei lösen sich die kristal- TECAPEI linen Strukturen. natural TECATRON natural Gebrauchstemperaturen [°C] TECAPEEK –300- –200 –100 0 100 200 300 natural TECAFORM TECAPEEK AD natural CF30 black TECAFORM TECAPEEK AH natural GF30 natural TECATOR TECAMID 6 5013 TECAMID 66 TECASINT natural TECAMID 66 black Glasübergangstemperatur [°C] TECAMID 66 Schmelztemperatur [°C] GF35 natural TECANAT natural Glasübergangstemperatur TECAFLON Die Glasübergangstemperatur Tg ist die Temper- PTFE natural atur, bei der Polymere vom hartelastischen, TECASON P natural spröden Zustand in den gummielastischen, TECAPEI flexiblen Zustand übergehen. Es müssen hier natural amorphe und teilkristalline Thermoplaste un- TECATRON natural terschieden werden. TECAPEEK natural Tg TECAPEEK Tg CF30 black TECAPEEK Tm GF30 natural TECATOR • Modul • Modul 5013 • Temperatur • Temperatur TECASINT amorph teilkristallin Negative Einsatztemperatur • • Einsatztemperatur dauernd dauernd kurzzeitig kurzzeitig 12
Dauergebrauchstemperatur Thermischer Längenausdehnungskoeffizient Die Dauergebrauchstemperatur (DGT) ist Der Längenausdehnungskoeffizient gibt an, definiert als die maximale Temperatur, bei der wie groß die Längenänderung eines Materials Kunststoffe in heißer Luft nach 20.000 Stunden bei Anstieg oder Absinken der Temperatur ist. Lagerung (nach IEC 216) nicht mehr als 50 % Kunststoffe weisen aufgrund ihres chemi- ihrer Ausgangseigenschaften verloren haben. schen Aufbaus meist einen deutlich höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf Die maximale Gebrauchstemperatur ist von als Metalle. folgenden Faktoren abhängig: Dies muss beachtet werden bei ˌˌDauer der Temperatureinwirkung ˌˌBauteilen mit engen Toleranzen ˌˌMaximal zulässige Deformation ˌˌHohen Temperaturschwankungen ˌˌAbbau von Festigkeitseigenschaften infolge ˌˌVerbund mit Metall thermischer Oxidation ˌˌUmgebungsbedingungen Der thermische Längenausdehnungskoeffizient von Kunststoffen kann durch Zugabe von Negative Gebrauchstemperaturen Verstärkungsfasern deutlich reduziert wer- Die Gebrauchstemperatur im negativen den. So können Werte erreicht werden, die im Temperaturbereich ist nicht genau definiert Bereich von Aluminium liegen. und hängt sehr stark von verschiedenen Eigenschaften und Umgebungsbedingungen Thermischer Längenausdehnungskoeffizient, längs ab: CLTE [10-5 1/K] ˌˌZähigkeit / Sprödigkeit eines Materials 0 2 4 6 8 10 12 14 ˌˌModifikation, bspw. Verstärkungsfasern TECAFORM ˌˌTemperatur AD natural ˌˌBelastungsdauer TECAFORM AH natural ˌˌArt der Belastung TECAMID 6 natural Kurzzeitige Gebrauchstemperatur TECAMID 66 Die Kurzzeit-Gebrauchstemperatur ist die natural Spitzentemperatur, die der Kunststoff in ei- TECAMID 66 black nem geringen Zeitraum (von Minuten bis TECAMID 66 gelegentlich Stunden) unter Berücksichtigung GF35 natural der Belastungshöhe und -dauer ertragen kann, TECANAT natural ohne geschädigt zu werden. TECAFLON PTFE natural TECASON P MT farbig TECAPEI natural TECATRON natural TECAPEEK natural TECAPEEK CF30 black TECAPEEK GF30 natural CLTE [23 – 60 °C] CLTE [23 – 100 °C] CLTE [100 – 150 °C] 13
Elektrische Eigenschaften Oberflächenwiderstand Kriechstromfestigkeit Der spezifische Oberflächenwiderstand be- Um zu bestimmen, ob ein Werkstoff isolierend schreibt den Widerstand, den ein Material an wirkt, wird häufig die Kriechstromfestigkeit der Oberfläche dem Stromfluss entgegensetzt: (CTI – Comparative Tracking Index) her- 1 Ω = 1 V/A angezogen. Diese gibt eine Aussage über Zur Messung muss eine genormte Anordnung die Isolationsfestigkeit der Oberfläche verwendet werden, da der spezifische (Kriechstrecke) von Isolierstoffen. Selbst bei Oberflächenwiderstand von verschiedenen gut isolierenden Kunststoffen können jedoch Faktoren abhängig ist: Feuchtigkeit und Verunreinigungen auf ˌˌWerkstoff der Oberfläche (auch temporäre) zu einem ˌˌLuftfeuchtigkeit Versagen des Bauteils führen. ˌˌVerunreinigungen auf der Oberfläche Zu beachten ist, dass die Kriechstromfestigkeit ˌˌMessanordnung durch Werkstoffzusätze, insbesondere Zudem ist es unvermeidbar, dass bei der Farbpigmente, stark beeinflusst werden kann. Messung des Oberflächenwiderstands der Durchgangswiderstand zu einem nicht be- Kriechstromfestigkeit [V] stimmbaren Anteil mit einfließt. 0 100 200 300 400 500 600 TECAFORM AD natural Spezifischer Durchgangswiderstand TECAFORM Der spezifische Durchgangswiderstand be- AH natural zeichnet den elektrischen Widerstand eines TECAFORM AH SD natural homogenen Werkstoffs gegen den Stromfluss TECAMID 66 durch die Probe. Da der Durchgangswiderstand GF30 natural vieler Materialien dem Ohm’schen Gesetz TECAMID 66 folgt, ist er unabhängig von der angelegten MO black Spannung und kann proportional zur Länge TECAPEI* natural oder umgekehrt proportional zum Querschnitt TECATRON der gemessenen Probe angegeben werden. Die GF40 natural Einheit ist daher Ω cm. TECAPEEK natural Durchschlagfestigkeit TECAPEEK GF30* natural Die Durchschlagfestigkeit ist die Wider * Literaturwerte standsfähigkeit von Isolierwerkstoffen gegen Hochspannung. Der Kennwert ist der Quotient aus der Spannung und der Probenkörperdicke Leitfähigkeitsbereiche Oberflächenwiderstand [Ω] (Maßeinheit kV/mm). Besonders entscheidend Standard- Metall kunststoff ist die Durchschlagfestigkeit bei dünnwandi- anti- statisch isolierend statisch leitfähig leitfähig leitend gen Bauteilen. 1016 1014 1012 1010 108 106 104 102 100 10-2 10-4 Dielektrischer Verlustfaktor Ein hoher Verlustfaktor verursacht Wärme Kunststoffe TECAFORM TECAFORM AH ELS black entwicklung in dem Kunststoffteil, das als ohne Kohlefasern AH SD TECAPEEK ELS nano black oder Leitfähig- natural Dielektrikum wirkt. Der Verlustfaktor von keitsadditive Kunststoffisolatoren in Hochfrequenz a n Kohlefasergefüllte Werkstoffe wendungen wie Radargeräten oder Anten- nenanwendungen sollte daher möglichst niedrig sein. Der Verlustfaktor ist abhängig von Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur, Frequenz und Spannung. 14
Strahlungsbeständigkeit Strahlungsbeständigkeit Ionisierende Strahlung Kunststoffe kommen je nach Einsatzbereich Ionisierende Strahlung wie Gamma- und mit verschiedenen Strahlungen in Kontakt, die Röntgenstrahlen sind in der Strahlenthera- die Struktur der Kunststoffe nachhaltig beein- pie, bei der Sterilisation als auch in der flussen können. Das Spektrum der elektroma- Werkstoffprüfung und Messtechnik sowie in gnetischen Wellen reicht von Rundfunkwellen radioaktiven oder anderen strahlenden Um- mit großer Wellenlänge über normales Tages- gebungen häufig anzutreffen. Die energie- licht mit kurzwelligen UV-Strahlen, bis zu sehr reiche Strahlung führt dabei oft zu einer kurzwelligen Röntgen- und Gammastrahlen. Verringerung der Dehnung und damit zur Je kurzwelliger eine Strahlung ist, umso mehr Versprödung. Die Lebensdauer des Kunst- kann ein Kunststoff geschädigt werden. stoffs ist dabei abhängig von der Gesamtdosis der absorbierten Strahlung. Als sehr gut wi- Elektromagnetische Strahlung derstandsfähig gegen Gamma- und Rönt- Der dielektrische Verlustfaktor beschreibt genstrahlung haben sich z. B. PEEK, PI und die den Energieanteil, der vom Kunststoff auf- amorphen Schwefelpolymere erwiesen. genommen werden kann. Kunststoffe mit Die Einwirkung von energiereicher Strahlung hohen dielektrischen Verlustfaktoren er- führt zu einer Veränderung der mechanischen wärmen sich im elektrischen Wechselfeld Eigenschaften (Festigkeit, Steifigkeit, Härte stark und sind nicht als Hochfrequenz- und oder Versprödung). Dieser Einfluss auf die Mikrowellenisolierwerkstoffe geeignet. So kann mechanischen Eigenschaften verstärkt sich es zum Beispiel bei Polyamiden aufgrund ih- unter dem Einfluss der Strahlendosis langsam. rer hohen Feuchteaufnahme in einer Mikrowel- Es tritt somit kein plötzlicher Rückgang auf. lenanwendung zum Brechen /Explodieren des Die Angaben der Beständigkeit von Kunststof- Kunststoffs kommen. fen sind grundsätzlich nur als Anhaltspunkte zu sehen, da verschiedene Parameter mitentschei- Ultraviolette Strahlung dend sind (z. B. Teilegeometrie, Dosierleistung, UV-Strahlung durch Sonnenlicht ist vor allem mechanische Belastungen, Temperatur oder bei ungeschützten Freiluftanwendungen ent- das umgebende Medium). Eine pauschale scheidend. Von Natur aus sehr widerstandsfähi- Angabe von Schädigungsdosen für die einzel- ge Kunststoffe sind in der Fluorkunststoffgruppe nen Kunststoffe ist daher nicht möglich. vertreten: z. B. PTFE und PVDF. Ohne ent- sprechende Schutzmaßnahmen beginnen verschiedene Kunststoffe in Abhängigkeit von Strahlenbeständigkeit [kGy] der Einstrahlung zu vergilben und zu versprö- 0 500 1000 1500 den. UV-Schutz wird meist durch Additive oder TECAFORM AH Oberflächenschutz erreicht. Die Zugabe von TECAMID Ruß ist eine kostengünstige und sehr wirksame 6 / 66 Methode zur Stabilisierung vieler Kunststoffe. TECANAT TECAFLON PTFE TECATRON TECAPEEK 20000 TECASINT 40000 Strahlendosis in Kilogray [kGy], welche die Dehnung um weniger als 25 % verringert. 15
Brennbarkeit Im Hinblick auf die Flammschutzklassifizierung sind verschiedene Werkstoffeigenschaften relevant. Anforderungen an das Verhalten ei- nes Materials werden in Form von Brandschutzeigenschaften in den Spezifikationen aufgeführt. Brennbarkeitsprüfungen nach UL94 werden Rauchgasdichte von Kunststoffen meist an Rohwaren durchgeführt. Neben der Spezifische optische Dichte (Dg) Prüfung nach den Vorgaben der UL oder bei 0 100 200 400 500 600 700 800 einem UL-akkreditierten Labor kann eine Listung (mit sogenannten Yellow Cards) bei PVC der UL selbst erfolgen. Es muss deshalb un- PS terschieden werden zwischen Werkstoffen, die TECARAN eine UL-Listung aufweisen und Materialien, (ABS) die nur den Anforderungen der jeweiligen TECAPET UL-Klassifizierungen entsprechen (ohne (PET) Listung). TECANAT (PC) TECASON S Neben der Flammschutzklassifizierung nach (PSU) UL94 existieren branchenspezifisch viele wei- TECAPEI tere Prüfungen bezüglich des Brandverhaltens (PEI) von Kunststoffen. Für die Luft -und Raumfahrt TECAFLON PTFE (PTFE) ist die FAR 25.853 eine typische Prüfung, die TECAPEEK zusätzlich zur reinen Brennbarkeit im Verti- (PEEK) kaltest auch Prüfungen zur Bestimmung Testbedingungen: Rauchkammer des American National der Rauchdichte und zur Toxizität unter Ein- Bureau of Standards Probe 3,2 mm dick flammend. wirkung von strahlender Wärme und Flammen Quelle: Victrex plc. beinhaltet. Verhalten bei geringer Brandlast, Rauch und Ausgasung Toxizität Prüfungen gemäß ESA-Vorschrift lassen bei Unter Brandeinwirkung verhalten sich die TECASINT keine kondensierbaren Verunrei TECAPEEK Werkstoffe von Ensinger äußerst nigungen erkennen. Die in der Tabelle aufge- sicher aufgrund ihrer inhärent flammhemmen- führten Typen können daher im Hochvakuum den Eigenschaften. Im Vergleich mit anderen bzw. Weltraum verwendet werden: Kunststoffen weist TECAPEEK den niedrigsten Wert für die spezifische optische Dichte unter Ausgasungsarm den getesteten Materialien auf. gem. ESA-Vorschrift ECSS-Q-70-02 Pur 1011 2011 3011 4011 4111 15 % MoS2 1391 2391 4391 30 % MoS2 1041 4041 16
Chemikalienbeständigkeit Wichtige Kriterien zur Prüfung der chemi- Produkte und deren Anwendungen informie- schen Beständigkeit sind die Temperatur, die ren. Sie haben somit nicht die Bedeutung die Konzentration der Agenzien, die Verweilzeit chemische Beständigkeit der Produkte oder de- und mechanische Belastungen. In der folgen- ren Eignung für einen konkreten Einsatzzweck den Tabelle ist die Beständigkeit gegenüber rechtlich verbindlich zuzusichern. Für eine verschiedenen Chemikalien aufgeführt. Diese konkrete Anwendung ist ein Eigennachweis Angaben entsprechen dem heutigen Stand zu empfehlen. Normprüfungen erfolgen im unserer Kenntnisse und sollen über unsere Normalklima 23/50 nach DIN 50 014. TECAMID 6 (PA 6), TECAST (PA 6 C), TECARIM (PA 6 C) TECAPET (PET), TECADUR PBT natural (PBT) TECAFLON PCTFE natural (PCTFE) TECAFINE PP (PP), TECAPRO (PP) TECAFLON PVDF natural (PVDF) TECAFLON PTFE natural (PTFE) TECAMID 46, 66 (PA 46, PA 66) TECAMID 11, 12 (PA 11, PA 12) TECAFINE PE natural (PE) TECASON P white (PPSU) TECAFORM AD (POM-H) TECAFORM AH (POM-C) TECARAN ABS (ABS) TECAPEEK (PEEK) Konzentration [%] TECASON S (PSU) TECASON E (PES) TECATRON (PPS) TECANYL (PPE) Temperatur [°C] TECANAT (PC) TECASINT (PI) TECAPEI (PEI) Acetonitril C 2H 3N UV RT + - + + Dichlormethan CH2Cl2 UV RT + + (+) - - - + (+) + (+) (+) (+) - - (+) (+) - (+) - - Enteisungsflüssigkeit HU RT + Flugbenzin A HU RT + Flugbenzin A HU 40 + Flugbenzin A/A-1 HU RT + Hydraulikflüssigkeit UV RT + Kerosin HU RT + + + + + + + + + (+) + + + + Kerosin HU 60 + + + + + + + + + + + + (+) Kerosin HU 85 + (+) + + + + + + - + + Methanol CH4O UV 100 + Natriumhydroxid NaOH 50 RT + (+) (+) (+) - (+) Salpetersäure HNO3 10 80 + - + (+) + + - - - - - - Salzsäure HCl(aq) 20 100 + + + + - - - - - - Schwefelsäure H2SO4 20 RT (+) + + + + + + - - - + + - + Skydrol® LD-4* HU RT + Skydrol® LD-4* HU 85 + Skydrol® 500B* HU RT + Skydrol® 500B* HU 100 + Skydrol® 500B* HU kochend + Xylen HU 125 + + = beständig (+) = bedingt beständig - = nicht beständig RT = Raumtemperatur (15 - 25 °C) UV = Unverdünnt HU = Handelsüblich * Skydrol ist ein eingetragenes Warenzeichen der Solutia Inc. Eine umfangreiche Übersicht der Chemikalien- beständigkeit unserer Produkte finden Sie unter www.ensinger-online.com 17
Verarbeitungseinflüsse auf Prüfergebnisse Die makroskopischen Eigenschaften ther- Zudem hat auch die thermische Vorgeschichte moplastischer Kunststoffe hängen stark vom eines thermoplastischen Kunststoffes ei- jeweiligen Verarbeitungsverfahren ab. So zei- nen erheblichen Einfluss auf die jeweiligen gen beispielsweise spritzgegossene Bauteile Eigenschaftswerte. Tendenziell unterliegen aufgrund der verarbeitungstypischen höheren spritzgegossene Bauteile einem schnelleren Schergeschwindigkeiten eine deutlich stärker Abkühlvorgang als extrudierte Halbzeuge, so ausgeprägte Orientierung der Makromoleküle dass speziell bei teilkristallinen Kunststoffen und ggf. der Additive in Füllrichtung als bei- ein Unterschied im Kristallinitätsgrad feststell- spielsweise eher geringeren Schergeschwin- bar ist. digkeiten ausgesetzte Halbzeuge, die mittels Extrusion hergestellt werden. Besonders Ebenso wie das Verarbeitungsverfahren haben Additive mit hohem Aspektverhältnis (bspw. auch die unterschiedlichen Halbzeugformen Glas- oder Kohlenstofffasern) neigen dazu, (Rundstab, Platte, Hohlstab) sowie die unter- sich bei höheren Schergeschwindigkeiten vor- schiedlichen Halbzeugabmessungen (Durch- wiegend in Fließrichtung auszurichten. Die messer und Dicke) einen Einfluss auf die mak- hierdurch entstehende Anisotropie bedingt bei- roskopischen Eigenschaften und die ermittelten spielsweise bei spritzgegossenen Probekörpern Kennwerte. höhere Festigkeiten im Zugversuch, da hier die Fließrichtung der Prüfrichtung entspricht. Die unten stehende Tabelle gibt einen sche- matischen Überblick über die Einflüsse auf typische Eigenschaften der jeweiligen Verarbeitungsverfahren. Prüfkörper aus extrudiertem und zerspanten Halbzeug Ungeordnete Ausrichtung der Fasern und Makromoleküle Um in diesem Zusammenhang die ver- schiedenen Prüfergebnisse vergleichbar zu machen, wird in der DIN EN 15 860 die Prüfkörper spritzgegossen Probekörperentnahme aus Rundstäben mit Ausrichtung der Fasern und Makromoleküle Durchmessern von 40 – 60wmm wie folgtd/4 fest- d/4 w d/4 d/4 in Prüfrichtung (parallel zur Fließrichtung) gelegt: ss w tt w Probekörper d/4 d/4 d/4 d/4 d/4 d/4 w w d Durchmesser s t s Dicke d/4 d/4 w Breite d d d d d d Tendenzieller Verarbeitungseinfluss auf Eigenschaftswerte unverstärkte faserverstärkte thermoplastische Kunststoffe thermoplastische Kunststoffe Spritzguss Extrusion Spritzguss Extrusion Zugfestigkeit • • • • E-Modul • • • • Bruchdehnung • • • • 18
Häufig gestellte Fragen Was bedeutetet die Risikoklassifizierung nach Welche gesetzlichen Regelungen müssen von Klasse I, II oder III und welche Auswirkung hat uns eingehalten werden? diese? Luftfahrtspezifisch sind nur die vertraglichen Generell hat die Klassifizierung Auswirkungen Regelungen zwischen Hestellungsbetrieb und auf die Prozesse bei der Freigabe der Bauteile. Lieferant einzuhalten. Weitere Informationen Geregelt wird dies in der Basic Regulation finden Sie in dieser Broschüre im Bereich 216/2008 unter CS – 25; diese ist hauptsächlich Qualitätsmanagement / Regularien. von der FAA übernommen worden. Der POA-Halter (Herstellungsbetrieb) ist für Gibt es bei gesetzlichen Veränderungen eine die Klassifizierung der Bauteile zuständig. Hier Mitteilungspflicht des Kunden? muss die Klassifizierung und die notwendige Die gesetzlichen Regelungen gelten nur für die Zustimmungen bzw. Anzeigen beim LBA er- Luftfahrt-zugelassenen Unternehmen. Alle wei- folgen. teren Punkte müssen in den Lieferverträgen ge- regelt sein, so dass der Kunde seine Lieferanten Gibt es Verordnungen für Halbzeug- und über eine Veränderung in den Anforderungen Teilelieferanten? durch eine Veränderung der Lieferverträge infor- Die gesetzlichen Regelungen nehmen „nur“ mieren muss. Eine explizite Mitteilungspflicht das Luftfahrt-zugelassene Unternehmen in die des Kunden besteht somit nicht. Der Kunde Pflicht. Anforderungen an die Unterlieferanten muß aber gegebenenfalls seine Spezifikationen werden üblicherweise mit vertraglichen bzw. Lieferverträge mit seinem Lieferanten ent- Vereinbarungen geregelt. sprechend anpassen. Worin unterscheiden sich FAA und EASA? Wo finde ich weitere relevante Informationen? Durch bilaterale Abkommen sind die beiden Die European Aviation Safety Agency und die Organisationen nahezu deckungsgleich. Die Society of Aerospace Engineers bieten auf ihren amerikanische Regelung FAA gilt weltweit als Webseiten weitere nützliche Informationen: führend. Weitere Informationen über die European Aviation Safety Agency finden Sie hier: www.easa.europa.eu/ European Aviation Society of Aerospace Safety Agency Engineers Haben Sie noch weitere Fragen? Unsere technische Anwendungsberatung hilft Ihnen gerne weiter: techservice.shapes@de.ensinger-online.com oder telefonisch unter Tel. +49 7032 819 101 19
Qualitätsmanagement Regularien In Deutschland gibt es im Bereich der zivi- Darüber hinaus werden immer häufiger auch len Luftfahrt durch das Luftfahrt-Bundesamt internationale Normen angefragt. Die ge- (LBA) zugelassene Herstellungsbetriebe, bräuchlichsten internationalen Normen sind: sogenannte POA-Halter. Sie verfügen über ˌˌASTM (USA): amerikanische Norm, die eine Genehmigung als Herstellungsbetrieb Testmethoden und sogenannte Material- und ordnen sich den Regularien des Luftfahrt- Codes, die die Eigenschaften der Rohware Bundesamts unter, die auf diese Unternehmen charakterisieren, beinhaltet. direkt anwendbar sind. Für den Bereich der ˌˌASTM D-6778 (POM) Halbzeuge aus Kunststoff gibt es keine luft- ˌˌASTM D-4066 (PA 6 und PA 66) fahrtspezifischen, gesetzlichen Regelungen, ˌˌASTM D-3965 (PC) die auf die Unterlieferanten dieser luftfahrtzu- ˌˌMil Spec (Military Specification / USA): gelassenen Unternehmen direkt anzuwenden beinhalten amerikanische Testmethoden sind. Es unterliegt der Verantwortung des nach der oben genannten ASTM Herstellungsbetriebes, die gleichbleibende ˌˌBspw. MIL P-46183 (PEEK) Qualität seiner Lieferanten sicher zu stellen. ˌˌLP (USA – Federal Specification) ˌˌBspw. L-P-410a für Polyamide In den USA findet man die vergleichbare Re- gelungen. Hier werden durch die Regierungs- Die Bestätigung dieser Normen ist im Einzelfall behörde (FAA) die Regularien erstellt, die dann mit Ensinger zu klären, da gegebenenfalls spe- durch die Flugzeughersteller eingehalten wer- zielle Rohwaren eingesetzt werden müssen. den müssen. Die Hersteller wiederum setzen diese Anforderungen in Spezifikationen um, Spezifikationen die durch die Lieferanten eingehalten werden Sollten die Vorgaben in den Normen nicht den müssen. Anforderungen der Hersteller entsprechen, werden bei diesen häufig weitere, individuelle Normen Spezifikationen ergänzt. Herstellungsbetrieben stehen eine Reihe von nationalen und internationalen Normen zur Zu unseren Kunden zählen die größten Verfügung, die sie in der Zusammenarbeit mit Hersteller der Luft- und Raumfahrtindustrie. Zulieferern geltend machen können. Daher sind wir mit den üblichen Abläufen In Deutschland und Europa sind dies im und Prozessen für die Qualifikation unserer Wesentlichen die folgenden Normen: Produkte und der Auftragsabwicklung in dieser ˌˌWerkstoffleistungsblätter (bspw. WL 5.2206.3) Branche vertraut. führen physikalische Eigenschaften der Materialien auf. In den meisten Fällen Ensinger als Hersteller des Halbzeuges ist da- werden Eigenschaften von spritzgegossenen für verantwortlich und in der Lage, den gefor- Probekörpern herangezogen, die allerdings derten Spezifikationen zu entsprechen. Durch nicht direkt mit den Werten am Halbzeug die Organisation, angefangen bei einem auf die vergleichbar sind. Luftfahrt spezialisierten Innendienst bis zum ˌˌLuftfahrtnormen (bspw. LN 9388) beschreiben Compliance Management, ist sicher gestellt, die Abmessungen und Toleranzen für dass die individuellen Kundenbedürfnisse be- Halbzeuge und sind vergleichbar mit der rücksichtigt werden. Norm für Halbzeuge (DIN 15860). 20
Rückverfolgbarkeit Über die Produktmarkierungen und die Konformitätserklärung stellt Ensinger eine eindeutige und lückenlose Rück- verfolgbarkeit des gelieferten Kunststoffhalbzeuges sicher. Ensinger GmbH Postfach 1161 D-71150 Nufringen Ensinger GmbH Lieferschein - intern - Liefertermin 30.01.2012 Rudolf-Diesel-Str. 8 Bitte bei Zahlung und Blatt 1 / 1 71154 Nufringen Rückfragen angeben Kunde Auftrag Lieferschein Datum 999999 242505 452992 30.01.2012 Achtung Testfirma 999 Ihr Ansprechpartner: Yüce, Ihre Ust-Id-Nr: !!! Ismail Telefonnummer: +49 07032-819 149 Ihre Zeichen: Faxnummer: Ihre Bestellung vom: ENSINGER +49 07032-819 432 30.01.2012 Musterfirma Ihre Auftr. Nr.: 123456 Rechnungsaddresse: Ensinger GmbH - intern - 01.06.2012 Rudolf-Diesel-Str. 8 1 Rechnung / Lieferschein Kunde · Auftrag · Rechnung 71154 Nufringen DEUTSCHLAND INTERN 123456 78910 Pos. Lfnr Bestellmenge BE Gegenstand / Abmessung Frau Maja 111213 Muster 01.05. Liefermenge/kg Frau Muste 01.06.2012 2012 Liefermenge LE 5 5,00 1234/1 Offene Menge ++49 01234rmann m RUNDSTAB 32 MM 2/12/X Y ++49 01234 -5678 10 "Kunststoffe TECAPEEK MT (PEEK eingefärbt) 5,00 m -5678 nicht für die Verwendung sind 11 als medizintechnische Implantate geeignet." ENSINGER TECAPEEK MT sw Lieferlänge: 1.000 mm Musterfirma Auf der Rechnung befinden sich Auftrags- und 988885 · 123456 · DRA12345 Frachtführer ohne ausreichende Wir haften nicht für daraus Sicherungsmittel zur Ladungssicherung enstehende Verspätungsschäden werden nicht beladen. Lieferbedingung: . Spediteur: Frei Haus, einschließlich Verpackung GLS Rechnungsnummer, auf dem Lieferschein zusätzlich die Chargennummer (Produktionsnummer). Über Produktionsnr. 248086 Wir liefern Ihnen gemäß Hausanschrift Rudolf-Diesel-Str. 8 D-71154 Nufringen Tel. +49-(0)7032-819-0, unseren allgemeinen Verkaufs- Fax -100 Internet: http://www.ensinger-online.com eMail: info@ensinger-online.com und Lieferbedingungen Banken LBBW Stuttgart Deutsche Bank Stuttgart (download: www.ensinger-online.com) BLZ Konto 600 501 01 8 806 0 IBAN: DE62 6005 010155 unter ausdrücklichem SOLADEST 600 700 70 0 580 019 0008 8060 55 IBAN: DE13 6007 0070 DEUTDESS 0058 0019 Ausschluss entgegenstehender Swift-Code ENSINGER GmbH Einkaufsbedingungen. Registergericht Stuttgart, Geschäftsführer: Klaus HRB 241486 Finanzamt Böblingen Ensinger; Dr. Roland Reber 56455/00772 USt.-IdNr.: DE 145163194 diese Nummern kann die Ware zurückverfolgt werden. Bescheinigungen nach ISO 10204 werden auftragsbezo- gen ausgestellt. 2 Halbzeug Die sechsstellige Produktions- oder Fertigungsnummer findet sich in der Produktcodierung auf dem Halbzeug. Von der Produktions- bzw. Fertigungsnummer ausge- hend kann auf die beim Produktionsprozess aufgenom- Produktionsnummer mene Daten zurückgegriffen werden (Fertigungsdaten, Fertigungsprotokoll, Kontrollkarten). 3 Compound Über die Produktions- bzw. Fertigungsnummer des Halbzeugs lässt sich die Lot-Nummer des Compounds ermitteln. 4 Rohwaren Die Lot-Nummer des Compounds führt zur Rezeptur und damit zur gelieferten Rohwarencharge, der dazugehörigen Rohwarenspezifikation und dem Sicherheitsdatenblatt. 21
Werkstoffrichtwerte Werkstoff TECASINT TECASINT TECASINT TECASINT TECAPEEK TECAPEEK TECAPEEK TECAPEEK TECATEC TECATRON 4111 4121 2391 2011 natural GF30 CF30 ELS nano PEEK MT GF40 natural black black natural natural black black CW50 natural black Polymer PI PI PI PI PEEK PEEK PEEK PEEK PEEK PPS Füllstoff / Additiv 15 % Grafit 15 % MoS2 Glasfasern Kohlefasern CNT Glasfasern Dichte [ g / cm³ ] 1,46 1,53 1,54 1,38 1,31 1,53 1,38 1,36 1,49 1,63 (DIN EN ISO 1183) Mechanische Werte Zug-Elastizitätsmodul [ MPa ] 6.700 6.600 4.400 3.700 4.200 6.400 6.800 4.800 53.200 6.500 (DIN EN ISO 527-2) Zugfestigkeit [ MPa ] 100 34 95 118 116 105 122 106 491 83 (DIN EN ISO 527-2) Streckspannung [ MPa ] 116 105 122 106 83 (DIN EN ISO 527-2) Streckdehnung [%] 5 3 7 4 3 (DIN EN ISO 527-2) Bruchdehnung [%] 1,7 0,5 2,9 4,5 15 3 7 4 3 (DIN EN ISO 527-2) Biege-Elastizitätsmodul [ MPa ] 6.100 6.100 4.136 3.600 4.200 6.600 6.800 4.700 48.900 6.600 (DIN EN ISO 178) Biegefestigkeit [ MPa ] 160 113 137 177 175 164 193 178 813 145 (DIN EN ISO 178) Druck-Elastizitätsmodul [ MPa ] 2.500 2.200 2.200 1.713 3.400 4.800 5.000 3.600 4.050 4.600 (EN ISO 604) Druckfestigkeit (1 % / 2 %) [ MPa ] 23 / 43 29 / 52 25 / 47 27 / 47 21 / 41 (EN ISO 604) Schlagzähigkeit (Charpy) [ kJ / m² ] 24 11 87,9 n.b. 33 62 58 24 (DIN EN ISO 179-1eU) Kerbschlagzähigkeit (Charpy) [ kJ / m² ] 1,1 1,4 9,3 4 (DIN EN ISO 179-1eA) Kugeldruckhärte [ MPa ] 345 265 260 253 316 355 253 333 (ISO 2039-1) Thermische Werte Glasübergangstemperatur [ °C ] n.a. n.a. 370 370 150 147 147 147 143 93 (DIN 53765) Schmelztemperatur [ °C ] n.a. 341 341 341 341 343 280 (DIN 53765) Einsatztemperatur, [ °C ] 270 300 300 300 300 260 kurzzeitig Einsatztemperatur, [ °C ] 250 260 260 260 260 260 230 dauernd Wärmeausdehnung (CLTE), [ 10-5 K-1 ] 5 4 4 5 4 23 – 60 °C (DIN EN ISO 11359-1;2) Wärmeausdehnung (CLTE), [ 10-5 K-1 ] 3 4 4 5 4 4 5 5 23 – 100 °C (DIN EN ISO 11359-1;2) Spezifische Wärmekapazität [J/(g�K)] 0,925 1,1 1,0 1,2 1,1 1,0 (ISO 22007-4:2008) (b) (b) Wärmeleitfähigkeit [W/(m�K)] 0,35 0,22 0,27 0,35 0,66 0,46 0,35 (ISO 22007-4:2008) Elektrische Werte Spezifischer Oberflächenwiderstand [Ω] 1016 (c) 1015 1015 1014 > 108 (e) 102 – 104 (e) 1014 (DIN IEC 60093) Spezifischer Durchgangswiderstand [ Ω � cm ] 1016 (c) 1015 1015 1014 103 – 1011 (e) 103 – 105 (e) 1014 (DIN IEC 60093) Durchschlagfestigkeit [kV/mm] 73 36 (DIN EN 60243-1) Kriechstromfestigkeit (CTI) [V] 125 (DIN EN 60112) Verschiedene Daten Wasseraufnahme 24 h / 96 h (23 °C) [%] 0,01 / 0,02 0,12 / 0,24 0,14 / 0,30 0,02 / 0,03 0,02 / 0,03 0,02 / 0,03 0,02 / 0,03 < 0,01 / 0,01 (DIN EN ISO 62) Beständigkeit gegen - + + + + + + heißes Wasser / Laugen Verhalten bei Freibewitterung - - - (+) - - Brennverhalten (UL94) V0 (d) V0 (d) V0 (d) V0 (d) V0 V0 (d) V0 (d) V0 (d) V0 (d) V0 (d) (DIN IEC 60695-11-10) Alle Werte wurden direkt nach der Zerspanung ermittelt + beständig (a) Wärmeleitfähigkeit gemessen nach ASTM C 177 (Standardklima Deutschland). Bei Polyamiden sind (+) bedingt beständig (b) Wärmeleitfähigkeit gemessen nach ISO 8302 die Werte stark vom Feuchtigkeitsgehalt abhängig. – unbeständig (abhängig von Konzentration, (c) Spezifischer Oberflächen- und Durchgangswiderstand Zeit und Temperatur) gemessen nach ASTM D 257 n.b. ohne Bruch (d) Keine Listung bei UL (Yellow Card) n.a. nicht zutreffend (e) Spezifischer Oberflächen- und Durchgangswiderstand gemessen nach DIN EN 61340-2-3 (f) Durchschlagfestigkeit gemessen nach ASTM D 149 Probekörper nach DIN EN ISO 527-2 (g) Zugprüfung nach ASTM D 4894 22
Werkstoff TECASON TECAPEI TECAFLON TECANAT TECAMID TECAMID TECAMID TECAFORM TECAFORM TECAFORM P natural PTFE natural 66 66 MO 66 GF35 AH AH ELS AD white natural natural black natural natural black natural Polymer PPSU PEI PTFE PC PA 66 PA 66 PA 66 POM-C POM-C POM-H Füllstoff / Additiv MoS2 Glasfasern Leitruß Dichte [ g / cm³ ] 1,31 1,28 2,15 1,19 1,15 1,15 1,41 1,41 1,41 1,43 (DIN EN ISO 1183) Mechanische Werte Zug-Elastizitätsmodul [ MPa ] 2.300 3.200 2.200 3.500 3.200 5.600 2.800 1.800 3.400 (DIN EN ISO 527-2) Zugfestigkeit [ MPa ] 81 127 22 (g) 69 85 84 98 67 42 79 (DIN EN ISO 527-2) Streckspannung [ MPa ] 81 127 69 84 83 67 42 79 (DIN EN ISO 527-2) Streckdehnung [%] 7 7 6 7 10 6 9 11 37 (DIN EN ISO 527-2) (g) Bruchdehnung [%] 50 35 220 90 70 40 9 32 11 45 (DIN EN ISO 527-2) Biege-Elastizitätsmodul [ MPa ] 2.300 3.300 2.300 3.100 3.100 2.600 1.500 3.600 (DIN EN ISO 178) Biegefestigkeit [ MPa ] 107 164 97 110 114 91 56 106 (DIN EN ISO 178) Druck-Elastizitätsmodul [ MPa ] 2.000 2.800 2.000 2.700 2.700 2.300 1.500 2.700 (EN ISO 604) Druckfestigkeit (1 % / 2 %) [ MPa ] 18 / 30 23 / 41 16 / 29 20 / 35 20 / 38 20 / 35 16 / 25 19 / 33 (EN ISO 604) Schlagzähigkeit (Charpy) [ kJ / m² ] n.b. 113 n.b. n.b. n.b. n.b. 74 n.b. (DIN EN ISO 179-1eU) Kerbschlagzähigkeit (Charpy) [ kJ / m² ] 13 14 5 5 8 15 (DIN EN ISO 179-1eA) Kugeldruckhärte [ MPa ] 143 225 128 175 168 165 96 185 (ISO 2039-1) Thermische Werte Glasübergangstemperatur [ °C ] 218 216 20 149 47 52 48 -60 -60 -60 (DIN 53765) Schmelztemperatur [ °C ] n.a. n.a. n.a. 258 253 257 166 169 182 (DIN 53765) Einsatztemperatur, [ °C ] 190 200 260 140 170 170 170 140 140 150 kurzzeitig Einsatztemperatur, [ °C ] 170 170 260 120 100 100 110 100 100 110 dauernd Wärmeausdehnung (CLTE), [ 10-5 K-1 ] 6 5 8 11 10 13 13 12 23 – 60 °C (DIN EN ISO 11359-1;2) Wärmeausdehnung (CLTE), [ 10-5 K-1 ] 6 5 8 12 10 14 14 13 23 – 100 °C (DIN EN ISO 11359-1;2) Spezifische Wärmekapazität [J/(g�K)] 1,1 1,2 1,3 1,5 1,5 1,4 1,3 1,3 (ISO 22007-4:2008) (a) Wärmeleitfähigkeit [W/(m�K)] 0,25 0,21 0,20 0,25 0,36 0,36 0,39 0,46 0,43 (ISO 22007-4:2008) Elektrische Werte Spezifischer Oberflächenwiderstand [Ω] 1014 1014 1016 (c) 1014 1014 1014 1014 1014 102 – 104 (e) 1014 (DIN IEC 60093) Spezifischer Durchgangswiderstand [ Ω � cm ] 1014 1017 (c) 1014 1014 1014 1014 1013 103 – 105 (e) (DIN IEC 60093) Durchschlagfestigkeit [kV/mm] 80 (f) 35 49 (DIN EN 60243-1) Kriechstromfestigkeit (CTI) [V] 600 600 (DIN EN 60112) Verschiedene Daten Wasseraufnahme 24 h / 96 h (23 °C) [%] 0,1 / 0,2 0,05 / 0,1 0,03 / 0,06 0,2 / 0,4 0,2 / 0,4 0,05 / 0,1 0,05 / 0,2 0,05 / 0,1 (DIN EN ISO 62) Beständigkeit gegen + + - (+) (+) (+) (+) (+) - heißes Wasser / Laugen Verhalten bei Freibewitterung - - (+) - (+) (+) - (+) - Brennverhalten (UL94) V0 (d) V0 (d) V0 (d) HB (d) HB (d) HB (d) HB (d) HB (d) HB (d) HB (d) (DIN IEC 60695-11-10) Die aufgeführten Werte und Informationen sind keine Soweit nicht anders vermerkt, wurden die Werte aus Versu- nicht ohne gesonderte Prüfung im Einzelfall eingesetzt Mindest- oder Höchstwerte, sondern Richtwerte, die vor chen an Referenzabmessungen (in der Regel Rundstäbe mit werden! Datenblattwerte unterliegen einer regelmäßigen allem für Vergleichszwecke zur Materialauswahl verwendet Durchmesser 40-60mm nach DIN EN 15860) an extrudierten, Überprüfung, den aktuellen Stand finden Sie unter werden können. Diese Werte liegen im normalen Toleranz gegossenen, formgepressten und zerspanten Prüfkörpern www.ensinger-online.com bereich der Produkteigenschaften, jedoch stellen sie keine ermittelt. Da die Eigenschaften von den Dimensionen der zugesicherten Eigenschaftswerte dar und sollten demnach Halbzeuge und der Orientierung im Bauteil (insbesondere bei nicht zu Spezifikationszwecken herangezogen werden. verstärkten Werkstoffen) abhängen, dürfen die Werkstoffe Technische Änderungen vorbehalten. 23
Ensinger Deutschland Ensinger weltweit Ensinger GmbH Brasilien Indien Schweden Rudolf-Diesel-Straße 8 Ensinger Indústria de Ensinger India Engineering Ensinger Sweden AB 71154 Nufringen Plásticos Técnicos Ltda. Plastics Private Ltd. Stenvretsgatan 5 Tel. +49 7032 819 0 Av. São Borja 3185 R.K Plaza, Survey No. 206/3 749 40 Enköping Fax +49 7032 819 100 93.032-000 São Leopoldo-RS Plot No. 17, Lohgaon, Tel. +46 171 477 050 www.ensinger-online.com Tel. +55 51 35798800 Viman Nagar www.ensinger.se www.ensinger.com.br 411 014 Pune Ensinger GmbH Tel. +91 20 2674 1033 Singapur Mercedesstraße 21 China www.ensinger.in Ensinger Asia Holding Pte Ltd. 72108 Rottenburg a. N. Ensinger (China) Co., Ltd. 63 Hillview Avenue # 04-07 Tel. +49 7457 9467 100 1F, Building A3 Italien Lam Soon Industrial Building www.ensinger-online.com No. 1528 Gumei Road Ensinger Italia S.r.l. Singapore 669569 Shanghai 200233 Via Franco Tosi 1/3 Tel. +65 65524177 Ensinger GmbH Tel. +86 21 52285111 20020 Olcella di www.ensinger.com.sg Wilfried-Ensinger-Straße 1 www.ensinger-china.com Busto Garolfo (MI) 93413 Cham Tel. +39 0331 562111 Spanien Tel. +49 9971 396 0 Dänemark www.ensinger.it Ensinger S.A. www.ensinger-online.com Ensinger Danmark A/S Girona, 21-27 Rugvænget 6B Japan 08120 La Llagosta Ensinger GmbH 4100 Ringsted Ensinger Japan Co., Ltd. Barcelona Borsigstraße 7 Tel. +45 7810 4410 3-5-1, Rinkaicho, Tel. +34 93 5745726 59609 Anröchte www.ensinger.dk Edogawa-ku, Tokyo www.ensinger.es Tel. +49 2947 9722 0 134-0086, Japan www.ensinger-online.com Deutschland Tel. +81 3 5878 1903 Taiwan Ensinger GmbH www.ensinger.jp Ensinger Asia Holding Pte Ltd. Ensinger GmbH Rudolf-Diesel-Straße 8 1F, No.28, Keda 1st Rd. Mooswiesen 13 71154 Nufringen Österreich Zhubei City 88214 Ravensburg Tel. +49 7032 819 0 Ensinger Sintimid GmbH Hsinchu County 302 Tel. +49 751 35452 0 www.ensinger-online.com Werkstraße 3 Tel. +886 3 6570185 www.thermix.de 4860 Lenzing www.ensinger.asia/tw Frankreich Tel. +43 7672 7012800 Ensinger France S.A.R.L. www.ensinger-sintimid.at Tschechien ZAC les Batterses Ensinger s.r.o. ZI Nord Polen Prùmyslová 991 01700 Beynost Ensinger Polska Sp. z o.o. P.O. Box 15 Tel. +33 4 78554574 ul. Geodetów 2 33441 Dobřany www.ensinger.fr 64-100 Leszno Tel. +420 37 7972056 Tel. +48 65 5295810 www.ensinger.cz Großbritannien www.ensinger.pl Ensinger Limited USA Wilfried Way Ensinger Inc. Tonyrefail 365 Meadowlands Boulevard Mid Glamorgan CF39 8JQ Washington, PA 15301 Tel. +44 1443 678400 Tel. +1 724 746 6050 www.ensinger.co.uk www.ensinger-inc.com Thermoplastische Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe 10/14 E9911075A022DE von Ensinger kommen heute in allen wichtigen Industriebranchen zum Einsatz. Oftmals haben sie dabei klassische Materialien verdrängt – durch ihre Wirtschaftlichkeit und Leistungsvorteile. www.ensinger-online.com
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