GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Ausgabe 04 | 2015

Anzeigenkunde

Bericht
160
Deutsche Kautschukindustrie 2014: Branchenumsatz leicht zurückgegangen

Wie der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e. V. (wdk) berichtet, sank trotz eines starken ersten Halbjahres der Branchenumsatz 2014 gegenüber 2013 um 1,9 % auf 11,32 Mrd. EUR. Eine Ursache hierfür war die Weitergabe sinkender Rohstoffpreise. Für die Reifenhersteller verhinderte die milde Witterung am Jahresende ein Wachstum im Ersatzgeschäft. Die Hersteller von Technischen Elastomer-Erzeugnissen verfehlten den Vorjahresumsatz knapp. Insgesamt lag das Produktionsergebnis um 1,7 % über dem Volumen des Vorjahres. Im Jahr 2014 konnte, wie schon 2012 und 2013, der Beschäftigtenstand in der Branche ausgebaut werden. Für 2015 erwartet die Branche ein Umsatzplus von knapp 3 %, so der Verband.

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226
Chemie steht am Anfang der Prozesskette – VDI diskutiert Fahrzeuginterieur der Zukunft

Am 18. und 19. März 2015 hatte die VDI Wissensforum GmbH nach Mannheim zu ihrem schon traditionellen Kongress „Kunststoffe im Automobilbau“ eingeladen. Mehr als 1 400 Teilnehmer kamen nach Angaben des Veranstalters zur Tagung. Neu war in diesem Jahr die begleitende Fachkonferenz „Kunststoffe im Nutzfahrzeugbau“. In einer Reihe von Fachbeiträgen präsentierten hier Referenten aus Industrie und Wissenschaft aktuelle Entwicklungen und Forschungsaktivitäten rund um den Einsatz polymerer Werkstoffe im Bau von Nutzfahrzeugen. Nicht neu, aber interessant: In den Vorträgen zum Thema Pkw wurde ausführlich über Kunststoffanwendungen im Cockpit der Autos berichtet. Im Vordergrund stehen hier derzeit Fragen zur Gestaltung des Innenraums in Fahrzeugen für die nächste und übernächste Autogeneration. „Fahrzeuginterieur der Zukunft“ war denn auch das Thema einer Pressekonferenz, auf der in Mannheim Experten von VDI, BMW, BASF und der Firma Car Men diskutierten, wie moderne Anzeigen- und Bedienkonzepte die Gestaltung des Cockpits im Automobil von morgen verändern.

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241
Vom 11. Kautschuk-Herbst-Kolloquium des DIK in Hannover – Fortsetzung 1

In unserem Bericht zum 11. Kautschuk-Herbst-Kolloquium des DIK (siehe GAK 2/2015, S.120) hatten wir wegen der vielen interessanten Präsentationen zugesagt, ausgewählte Beiträge in loser Reihenfolge zu referieren. Hier folgt nun die erste Fortsetzung unserer Dokumentationsreihe.

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258
Neues Konzept verbessert Lebensdaueranalysen von Elastomerbauteilen

Komponenten aus Elastomeren bieten das Optimum bei der Schwingungsdämpfung – eine Eigenschaft, die sie vor allem in der Automobilindustrie sehr beliebt macht. Aber wie reagieren sie auf wechselnde Temperaturen, und wie wirkt sich ihr Verhalten auf die Betriebsfestigkeit und die Lebensdauer aus? Fragen, die bislang nicht oder nur unzureichend in der Entwicklung solcher Komponenten berücksichtigt werden. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sind der temperaturabhängigen Ermüdungslebensdauer von Elastomerbauteilen auf den Grund gegangen. Innerhalb des AiF-Forschungsprojektes „Thermomechanische Schädigungsmechanismen Elasto-Opt“ konnten sie die entscheidende Rolle der Temperatur bei der Lebenszyklusprognose von Elastomerkomponenten nachweisen. Mit diesem Ansatz integrierten die Wissenschaftler die Temperatur als beeinflussenden Parameter in allen Bereichen der rechnerischen Betriebsfestigkeitsanalyse. Damit eröffnen sich der Automobilindustrie neue Möglichkeiten, die Lebensdauer von Bauteilen zu prüfen.

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261
2014 war wieder ein Rekordjahr – Deutsche Kunststoffverarbeiter erzielten 59 Mrd. EUR Umsatz

Für das laufende Jahr zeigt man sich optimistisch und erwartet neue ­Rekordwerte. Doch erst einmal geht es um das vergangene Jahr. Das konnte wie das Jahr zuvor abermals mit einem neuen Rekordumsatz abgeschlossen werden: Deutschlands Kunststoffverarbeiter erwirtschafteten 2014 mit einem Produktionswert von 59 Mrd. EUR (2013 waren es 57,5 Mrd. EUR) einen Zuwachs von 2,6 % und erzielten damit wiederum ein Rekordergebnis. Wie Dirk E. O. Westerheide, der neue Präsident des Gesamtverbands Kunststoffverarbeitende Industrie e. V. (GKV), auf der schon traditionellen Aschermittwoch-Pressekonferenz des Verbands am 18. Februar 2015, dazu erklärte, verlangsamte sich die Wachstumsdynamik 2014 etwa ab Mitte des Jahres, nachdem das Vorjahr mit einer erfreulich deutlichen Zuwachsrate begonnen hatte. Doch mit den am Ende bilanzierten 2,6 Prozentpunkten Plus ist die Branche erneut stärker gewachsen als der Durchschnitt der bundesdeutschen Wirtschaft.

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263
Vom Elastomerforum 2015 – Erfolgreiche Gemeinschaftsveranstaltung von WIP und HS Osnabrück

Am 26. Februar 2015 luden WIP und Hochschule Osnabrück zum ersten gemeinsam veranstalteten Elastomerforum nach Osnabrück ein. Bislang hatte die Fakultät Ingenieurswissenschaften und Informatik im Rahmen ihres jährlichen Elastomerforums vornehmlich über aktuelle Forschungsarbeiten von Studierenden informiert. Für die diesjährige Tagung hatte die Hochschule sich erstmals mit dem WIP-Kunststoffe e. V. (Wissens- und Innovations-Netzwerk Polymertechnik) zusammengetan und ein von Referenten aus der Industrie bestimmtes Vortragsprogramm zusammengestellt. Auch die Deutsche Kautschuk-Gesellschaft zeigte Flagge – im Rahmen der Veranstaltung wurde der DKG-Förderpreis verliehen. Die Einladung stieß auf ein breites Echo in der Branche. Die beiden Tagungsleiter Prof. Dr. Norbert Vennemann, der gleichzeitig WIP-Vorstand ist, und seine Kollegin Prof. Dr. Claudia Kummerlöwe, konnten 70 Teilnehmer in den hochmodernen Räumlichkeiten an der Barbarastraße begrüßen. Die Veranstaltung stand unter dem Motto „Prüf- und Verarbeitungstechniken, innovative Werkstoffe“.

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264
Vom Silicone Elastomers World Summit 2014 in Wien

Vom 3. -4. Dezember 2014 fand in Wien parallel zum Thermoplastic Elastomers World Summit der Silicone Elastomers World Summit 2014 statt. Der Veranstalter der beiden Konferenzen, Smithers Rapra, sah – neben den sicherlich ebenfalls vorhandenen und nicht zu unterschätzenden organisatorischen und ökonomischen Synergien – darin den Vorteil, dass damit den immerhin etwa 240 Teilnehmern – Aufteilung auf beide Tagungen nahezu gleich - die Möglichkeit gegeben wurde, zwischen interessanten Themen aus beiden Bereichen wählen zu können. Das Konferenzprogramm zu den Siliconen bestand aus insgesamt 23 Präsentationen, die sich auf fünf Sessions zu den Themen aktueller Wissensstand und künftige Märkte, Innovationen, Updates aus dem Gastgeberland Österreich, Silicon-Entwicklungen und Endverbraucheranwendungen verteilten und von denen im Folgenden eine Auswahl in Kurzform referiert wird. Wer den Titel der Tagung zu wörtlich genommen haben sollte, hätte vermutlich ein globales Silicon-Expertenforum erwartet - eine Erwartung, die sich nicht erfüllen konnte. Die meisten Vortragenden kamen aus Europa, die USA waren mit fünf vertreten, Russland, Japan, Indien, China und andere asiatische Länder gingen überhaupt nicht ans Pult. Unabhängig davon, wie man diese Einschränkung bewertet, ein Ereignis war der „Doppel-Summit“ in jedem Fall.

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268
Technologiewandel in der Teppichindustrie – Alternative Teppichtechnologie fasst Fuß

Die Wahl der Bindemittel spielt bei vielen Anwendungen und Industrien eine zen­trale Rolle. Mit dem kürzlich entwickelten Vinnapas CA 55 konnten die Experten von Wacker einen Erfolg in einem Markt verzeichnen, in dem Bindemittel auf Basis von Vinylacetat-Ethylen-Copolymeren (VAE) bislang nur ein Nischenprodukt waren, nämlich in der Teppichindustrie. Doch VAE-Dispersionen bieten gegenüber traditionell verwendetem Latex in Teppichrücken eine Reihe von Vorteilen: Sie setzen kaum flüchtige organische Stoffe frei, sind schwerer entflammbar, leicht zu verarbeiten – und nahezu geruchlos.

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Editorial
215
Stellen Sie sich einmal vor,

Sie sind Leiter eines mittelständischen Unternehmens irgendwo in Europa, das Dichtungen für die Automobilindustrie fertigt. Das dürfte Ihnen als Elastomerexperten sicher nicht allzu schwer fallen. Am Ende einer Produktionskampagne kommt Ihr Qualitätsbeauftragter zu Ihnen und geht mit Ihnen die Prüfberichte durch. Von den aktuellen Chargen legt er Ihnen die folgende Statistik vor:

  • 16 % der produzierten Dichtungen liegen am oberen Ende der Spezifikation.
  • 67 % der produzierten Dichtungen liegen am unteren Ende der Spezifikation.
  • 17 % der produzierten Dichtungen sind außerhalb der Spezifikation.


Sie schauen sich die Unterlagen an, dann klopfen Sie Ihrem Qualitätsbeauftragten auf die Schulter und sagen ihm: „Weiter so!“


„Wie bitte?“, werden Sie jetzt empört ausrufen. Bei einem derart eklatant schlechten Qualitätsergebnis würden Sie doch sofort Ihr gesamtes System infrage stellen und Equipment und Material solange auf den Prüfstand stellen, bis die Ursachen gefunden sind. Und es wäre völlig undenkbar für Sie, den Prozess mit diesen erschreckend mangelhaften Ergebnissen einfach so weiterzufahren.


Und doch passiert etwas Vergleichbares vieltausendfach in Deutschland. Nur geht es nicht um Dichtungen, sondern um Mitarbeiter. Laut einer Studie des renommierten Gallup-Instituts sieht es in Deutschland mit der Zufriedenheit von Arbeitnehmern recht düster aus: nur ganze 16 % der Angestellten sind bereit, sich freiwillig für die Ziele ihrer Firma einzusetzen, mehr als Zweidrittel (67 %) machen nur „Dienst nach Vorschrift“ und 17 % haben gar bereits innerlich gekündigt.


Die betriebswirtschaftlichen Schäden, die den Unternehmen jedes Jahr durch schlechte Personalführung entstehen, belaufen sich auf viele Milliarden Euro! Mitarbeiter, die in die „innere Emigration“ gegangen sind, fehlen häufiger wegen Krankheit, sie entwickeln keine Ideen zur Verbesserung von Arbeitsabläufen und Produkten. ­Vermutlich verlassen einige irgendwann auch das Unternehmen, was zu schmerzhaften Know-how-Verlusten führen kann. Gerade in der Elastomerindustrie, wo immer noch so vieles an Wissen nicht schwarz auf weiß dokumentiert wird, sondern einzig und allein in den Köpfen langgedienter Mitarbeiter „abgelegt“ ist, ist das ein wichtiger Faktor!


Viele Firmen haben zum Glück bereits begriffen, wie wichtig die Mitarbeiterzufriedenheit ist und dass es lohnt, in sie zu investieren. „Vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels und des demografischen Wandels scheint sich in vielen Unternehmen die Erkenntnis durchgesetzt zu haben, dass die Qualität der Führung und die Unternehmenskultur entscheidend sind, um die Mitarbeiter zu binden“, sagte ein Gallup-Sprecher.


Google bietet seinen Mitarbeitern Tischfußball, Lounges, Massagesessel und zahllose andere Annehmlichkeiten und lässt stressabsorbierende Hunde durch die Büros streunen, um seine wertvollen Querdenker bei Laune zu halten. Das wäre in einem Produktionsbetrieb nicht realisierbar, aber angesichts des grassierenden Fachkräftemangels sind Personalverantwortliche auch in unserer Industrie gut beraten, wenn sie sich intensiv mit dem Thema Mitarbeiterzufriedenheit auseinandersetzen und bereit sind, dafür auch etwas zu investieren, sei es in flexible Arbeitszeiten, betriebliche Kinderbetreuung,

Weiterbildungsmaßnahmen, Mitbestimmungsmodelle, die dem Mitarbeiter zeigen, dass er wertgeschätzt und ernst genommen wird, etc. Vielleicht tut es für den Anfang einfach auch schon mal eine gute Kaffeemaschine für die Abteilung oder noch preiswerter … ein Lob?


In einer informellen Blitzumfrage unter meinen Kollegen zum Thema Zufriedenheit am Arbeitsplatz erhielt ich übrigens ein sensationelles Ergebnis, das einer Nullfehlerquote in der Dichtungsproduktion entspräche. Ob das wohl an unserem Bürohund liegt? An der Kaffeemaschine jedenfalls nicht ….


Mit besten Grüßen
Stephanie Waschbüsch



PS: Dankeschön an Dieter Landgraf (KCM Kolonat Corporate Management GmbH), von dem die charmante
       Idee stammt, die Eigenschaften von Mitarbeitern mit denen von Elastomerprodukten zu korrelieren.

Aufsatz
228
Lebensdauerbestimmung von Nitril-O-Ringen in Hydraulikflüssigkeit

Es wurde die Lebensdauer von Nitril-O-Ringen im Kontakt mit Hydraulikflüssigkeit durch beschleunigte Alterung bei neun verschiedenen Temperaturen und vier Einlagerungszeiten bestimmt. Dazu wurden die mechanischen Zugeigenschaften (Dehnung und Modul bei niedriger Verformung), Volumenquellung, Druckverformungsrest und chemische Vernetzungsdichte durch Lösemittelquellung gemessen. Die auf Basis des Geschwindigkeitsverhaltens nach Arrhenius berechnete Aktivierungsenergie lag bei 52 – 65 kJmol-1. Das sind ca. 20 – 30 kJmol-1 weniger als bei in Heißluft gealtertem Nitrilgummi. Mit der Annahme eines Verlusts von 50 % Reißdehnung als Ausfallkriterium wurde eine Lebensdauer von ca. 15 Jahren bei Raumtemperatur (23 °C) errechnet. Dies entspricht einem Druckverformungsrest von 50 % und einem Anstieg der chemischen Vernetzungsdichte von etwa 30 %. Entsprechend der thermogravimetrischen Analyse führt der bei Einlagerung stattfindende Austausch des Weichmachers durch Mineralöl mit seinen Additiven in den zersetzten O-Ringen zum Anstieg des anorganischen Gesamtanteils. Mit Hilfe energiedispersiver Spektroskopie konnten neben Schwefel und Natrium auch Phosphor, Chlor und Kalium identifiziert werden. Die Additive der Hydrauliköle erleichtern wahrscheinlich den Abbau der O-Ringe, indem sie die Aktivierungsenergie erniedrigen und dadurch die Verhärtung des Nitrilgummis beschleunigen.


The service life of nitrile O-rings exposed to hydraulic fluid was determined by accelerated ageing at nine temperatures and four immersion times. Tensile mechanical properties (elongation and low strain modulus), volume swell, compression set and chemical crosslink density by solvent swell were measured. Calculated activation energies based on Arrhenius rate behaviour ranged from 52 to 65 kJmol-1, approximately 20 – 30  kJ-1 lower than nitrile rubber heat-aged in air environments. Using a 50 % loss of elongation as a failure criterium, an estimate of 15 years of service life at 23 °C was calculated. This corresponds to a compression set of 50 % and an ­increase of approximately 30 % of the chemical crosslink density. Replacement of the plasticiser with the mineral oil and its additives taking place during immersion increased total inorganic levels in degraded O-rings as measured by thermogravimetric analysis. Besides additional sulphur and sodium, energy dispersive spectroscopy identified the presence of phosphorous, chlorine and potassium. Hydraulic oil additives are ­likely ­responsible in facilitating the O-ring degradation through lower energy pathways that accelerate nitrile rubber hardening.

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234
Prozessüberwachung beim Spritz­gießen duroplastischer Formmassen

Die fortschreitende Technologisierung stellt immer höhere Ansprüche an ­vorhandene Werkstoffsysteme bei gleichzeitig geforderter Gewichtsreduktion. Duroplastische Formmassen zeigen dabei hervorragende thermomechanische Eigenschaften bis zu hohen Gebrauchstemperaturen von über 300 °C. Diese Eigenschaften werden sehr stark durch Parameter wie Einspritzgeschwindigkeit, Werkzeugtemperatur, geometrieabhängige Scherraten in der spritzgießtechnischen Fertigung bestimmt. Für die Onlinekon­trolle des Fließ- und Härtungsverhaltens steht ein ganzes Spektrum an Sensorik zur Verfügung. Die meisten Sensoren werden von Herstellern zusammen mit der entsprechenden Hard- und Software vertrieben, wodurch sehr hohe Anschaffungskosten für die unterschiedlichen Systeme entstehen. Ziel der im BMBF-Gemeinschaftsprojekt FiberSet durchgeführten Untersuchungen war es, diese Sensorsysteme für die Verarbeitung von Duroplasten in Spritzgieß- und Presswerkzeugen miteinander zu vergleichen und eine geeignete Auswertung zu ermöglichen. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt eine Einschätzung hinsichtlich der industriellen Eignung verschiedener Sensorsysteme anhand vorher definierter Kriterien.


The continuing technologisation imposes ever higher requirements on existing ­material systems while simultaneous weight reduction is desired. In this context, thermosetting moulding compounds show excellent thermo-mechanical properties even at high service temperatures of more than 300 °C. These properties are significantly influenced by parameters such as injection speed, mould temperature, geometry-dependant shear ­rates being related to the injection moulding process. There are a lot of sensors available for the online monitoring of flow and cure characteristics. The purchase of these sensors is accompanied by very high costs due to the fact that the manufacturers distribute them in most cases together with appropriate software and hardware. The aim of the present investigation having been conducted within the research and development project FiberSet which was funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) was to compare the different sensor systems for processing thermosets in injection and compression moulds and to enable a suitable analysis. Based on the findings obtained an assessment of the industrial suitability of the different sensor systems by reference to predefined criteria was made.

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244
RPA-Testverfahren für die Kautschukindustrie

Seit ihrer Einführung in die Kautschukindustrie im Jahr 1992 hat sich die RPA von zumeist F+E-Anwendungen zum Problemlöser für die Produktion und schließlich zu neun ASTM- und ISO-Standardprüfmethoden für die tagtägliche Routineanwendung in der Qualitätssicherung weiterentwickelt. Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung der RPA-Methoden und -Verfahren, um Rohelastomere effektiver zu charakterisieren, die Verarbeitbarkeit von Mischungen zu ermitteln und vorherzusagen, Scorch- und Vulkanisationsverhalten zu analysieren und die Leistungscharakteristik von Kautschukprodukten durch Messung der dynamischen Eigenschaften nach der Vulkanisation zu prognostizieren. Es entstanden auch neue RPA-Techniken für Spezialtests von thermoplastischen Elastomeren, Naturkautschuk und Zellgummi. Außerdem kam es zur Entwicklung neuer Verfahren, um den Einsatz des RPAs zur leistungsfähigen Simulation der Vulkanisation und zur Prüfung der Spannungsrelaxation zu ermöglichen und ihn als Gerät zur Aufzeichnung der Unterschiede von Kautschukmischungen bei Schererwärmung ohne Vulkanisation bzw. ihres Heat-build-ups nach Vulkanisation zu nutzen. Mit den neuesten Verbesserungen hinsichtlich der Messbereiche und Präzision von Strain- und Frequenzsweeps können bessere Vorhersagen zu den Viskositäten bei hohen Schergefällen mit Hilfe der Cox-Merz-Regel gemacht sowie eine bessere Vorhersage des aktuellen Mischresultats nach ASTM D6204 Teil B (high strain) erreicht werden. In diesem Kontext können ebenfalls bessere Voraussagen des Silanisierungsgrads durch optimierte Weitbereichs-Strainsweeps zur Messung des Payne-Effekts und korrektere Einstufungen von Naturkautschuk-Liefereingängen nach ASTM D7050 erreicht werden. Darüber hinaus kann die RPA nicht nur zur Prüfung anaerober Alterungseffekte bei Gummicompounds eingesetzt werden, sondern es wurden ebenso neue Techniken zur Messung der aeroben Alterungserscheinungen entwickelt.


Since its introduction to the rubber industry in 1992, the RPA has transitioned from mostly R+D applications, to factory problem solving, and ultimately into nine standard ASTM and ISO methods for day to day routine quality assurance applications. This paper discusses the development of RPA methodologies and procedures to more effectively characterise raw elastomers, measure and predict processability of mixed stocks, analyse scorch and cure profiles, and predict the performance of rubber products from measuring after-cure dynamic properties. New techniques with the RPA have also been developed for special testing of thermoplastic elastomers, natural rubber, and cellular rubber. Also new procedures were developed to enable the RPA to be an effective cure simulator, a stress relaxation tester, and an apparatus to record uncured viscous heating and cured heat build-up differences among rubber compounds. With recent improvements in the range and precision of strain and frequency sweeps, better predictions of high shear rate viscosities can be made through the Cox-Merz rule, better prediction of state-of-mix is achieved through ASTM D6204 Part B (high strain), better predictions of the degree of silanisation can be made through improved, wider-range strain sweeps for the Payne effect, and better classifications of incoming natural rubber shipments with the RPA through ASTM D7050. Not only can the RPA be used to test anaerobic ageing effects for rubber compounds, but new techniques have also been developed for measuring aerobic ageing effects as well.

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252
Eine Methodik zur technischen Bewertung von Kunststoffen

Dieser Aufsatz erörtert den Einsatz des „Gefühls“ als Bewertungsverfahren für die Auswahl von Kunststoffmaterialien. Diese Methode soll bestehende Methoden zur Materialauswahl ergänzen.


This paper discusses the use of feel as an evaluation method for plastic material ­selection. This method is intended to complement existing material selection methods.

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