Wärmebehandlung
WärmebehandlunG
Aufgrund der bereits mehrfach angesprochenen, fertigungsbedingten Materialspannungen ist es häufig notwendig, die Kunststoffe thermisch zwischen- oder nachzubehandeln.
Materialspannungen entstehen durch das fertigungsbedingte rasche Abkühlen der Außenhaut eines im Kern noch heißen, teilweise plastischen Kunststoffs. Durch eine korrekt durchgeführte Wärmebehandlung können die Spannungen zwar nicht gänzlich vermieden, aber doch deutlich reduziert werden. Aus diesem Grunde werden Kunststoff-Halbzeuge grundsätzlich thermisch nachbehandelt.
Die Wärmebehandlung kann aber durchaus auch zu Nachteilen führen. Eine zu heiße Wärmebehandlung kann den Kunststoff nachhaltig schädigen. Darüber hinaus muss mit Maßänderungen durch den Prozess gerechnet werden. Bei der thermischen Behandlung von hygroskopischen Kunststoffen ist zu berücksichtigen, dass das Material durch den Prozess getrocknet wird. Nach der Wärmebehandlung wird das Material bis zum Gleichgewicht wieder Feuchtigkeit aufnehmen. Folglich entsteht ein zusätzlicher Maßeffekt.
Bei komplexen, spangebend herzustellenden Bauteilen ist es manchmal sinnvoll, die gewünschte Form vorzufertigen, dass Material thermisch zwischen zu behandeln und dann erst fertig zu bearbeiten. Dadurch kann der Prozess der Spannungsfreisetzung beschleunigt werden, so dass das Bauteil maßstabiler bleibt.
Der Wärmebehandlung des Polyamidimid Torlon® kommt eine besondere Bedeutung zu. Torlon® muss zur Sicherstellung seiner hervorragenden mechanischen und chemischen Eigenschaften einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen werden. Insbesondere die außerordentliche hohe Verschleißfestigkeit von Torlon® ist nur durch die thermische Nachbehandlung zu erreichen.
In diesem Postcuring genannten, thermischen Verfahren wird durch eine exakte Temperaturführung ein chemischer Prozess ausgelöst. Torlon® erhält erst dadurch seine einzigartigen Eigenschaften.
Neben der Verschleißfestigkeit werden auch andere mechanische Eigenschaften durch die Wärmebehandlung positiv beeinflusst. Festigkeit und Elastizität nehmen zu. Aber auch die Wärmeformbeständigkeit und die Glasübergangstemperatur (TG) werden durch das Postcuring deutlich erhöht.
Der Prozess verlangt allerdings eine exakte, ± 2K genaue und vom Materialquerschnitt abhängige Temperaturführung, die nur von darauf spezialisierten Fachbetrieben ausgeführt werden sollte.
Zusammenfassung
Bei der Herstellung von technischen Bauteilen aus Hochleistungskunststoffen ist die Auswahl eines geeigneten Verarbeitungsverfahrens von besonderer Bedeutung. Neben den rein fertigungstechnischen Aspekten sind vor allem auch ökonomische Belange zu berücksichtigen.
Es bieten sich verschiedene, in ihren Vor- und Nachteilen unterschiedliche Verfahren an. Vor der Konstruktion von technischen Bauteilen aus Hochleistungskunststoffen sollte das notwendige Verarbeitungsverfahren ausgewählt und die Konstruktion entsprechend darauf abgestimmt werden. Unterstützung hierbei bieten unsere erfahrenen anwendungstechnischen Berater.