Langfasertechnologie (LFT)

Eine Nachlese zur Hannovermesse

Wenn wir Kunststoffteile mit einer gewissen Komplexität wirtschaftlich herstellen, so kommt dafür nur der Spritzguss in Frage. Außer in einigen Spezialgebieten hat sich dieses Verfahren durchgesetzt.

Innovative Werkstoffformulierungen erreichen im Spritzguss das Festigkeitsniveau von Faser-Compounds wie GFK und CFK. Diese aktuelle Situation hat sich in den letzten Jahren grundlegend fortgeführt. Heute stehen vollimprägnierte Langglasfaser-Granulate zur Verfügung, welche Glasfaserlängen von bis zu 10 mm ermöglichen, im Vergleich dazu waren die Glasfaser bisher nur 0,2 bis 0,4 mm lang.

Mechanische Eigenschaften

Die Länge der Glasfaser ist entscheidend für das mechanische Eigenschaftsniveau.

Die theoretische Grundlage ist die kritische Faserlänge nach Halpin-Tsai. Wird diese überschritten, so findet beim Bruch kein Pull-Out der Faser aus der Polymerstruktur mehr statt, sondern die Faser ist so stark in dem Glasfasergerüst eingebunden, dass sie nicht mehr herausgezogen werden kann, sondern bricht.

IM GRÖSSENVERGLEICH
mit einem Maßstab ist deutlich
die Faserlänge von 10 mm zu erkennen

Weitere Vorteile

Außer den mechanischen Eigenschaften ergeben sich weitere Vorteile:

Verzugsneigung deutlich reduziert

Das Problem, welches bei kurzglasfaserverstärkten Spritzgussteilen häufig auftritt, ist der Verzug. Dieser entsteht dadurch, dass sich die kurzen Glasfasern beim Einfüllvorgang in die Form in Längsrichtung zum Materialfluss orientieren. Dies führt zu einem richtungsabhängigen, dem sogenannten anisotropen, Materialverhalten. Durch das stabile Glasfasergerüst in dem LFT-Teil wird diese Verzugsneigung deutlich reduziert. Dies kann man auf dem Diagramm sehr gut erkennen.

höhere Temperaturfestigkeit

Weiterhin erhöht sich die Temperaturfestigkeit. Das Glasfasergerüst der LFT-Werkstoffe gewährleistet auch noch dann eine hohe mechanische Belastbarkeit, wenn die Polymermatrix durch die hohe Temperatur bereits geschwächt ist.

höheres akustisches Dämpfungsvermögen

Langglasfaserverstärkte Thermoplaste zeigen ein deutlich höheres Vermögen zur akustischen Dämpfung. Dies reduziert unerwünschte Lärmentwicklung durch Resonanzen. Bei Gehäusen oft ein wichtiges Kriterium.

Vergleich Metall - LFT

Durch das gute Eigenschaftsniveau der LFT-Werkstoffe wird der Spritzguss natürlich auch immer mehr ein Konkurrent zum Metallguss.

Der bisher schon andauernde Prozess der Substitution von Metallteilen durch Kunststoffteilen wird sich dadurch noch weiter beschleunigen.

Für den Einsatz von LFT-Kunststoffteilen spricht:

• keine Korrosion
• geringe Dichte
• Gestaltungsfreiheit
• Funktionsintegration möglich
• höhere Werkzeugstandzeiten
• Teileherstellung emissionsfrei
• hohe Chemikalienbeständigkeit
• Direktrecycling möglich
• Einsparen von Montageschritten
• Reduzieren der Teilevielfalt

Für den Einsatz von Metallteilen spricht:

• gute Wärmeleitfähigkeit
• gute elektrische Leitfähigkeit (EMV)
• hohe Steifigkeit
• geringe Kriechneigung
• gute Festigkeit bei hohen Temperaturen
• engere Toleranzen realisierbar, wenn man spanend bearbeitet

Anwendungsbeispiele für LFT-Werkstoffe

		VIELE INTEGRIERTE Funktionen und doch hochbelastbar. Ein Hauptlagerbock in der Deichsel eines Gabelstaplers
		FORMBESTANDIG in der Wärme und extrem widerstandsfähig ist diese Haube aus PP GF40 LFT