Industrielle Kunststoffe mit optimierten Materialeigenschaften von Elesa+Ganter

„Für unsere Kunststoff-Normteile werden regelmäßig Belastungstests unterschiedlicher Art im Labor durchgeführt. So wird unter genormten Arbeitsbedingungen getestet, wann es zu den ersten Materialermüdungserscheinungen kommt.“ Ing. Almedin Candic, Vertriebsleiter Region Ost bei Elesa+Ganter.

Herr Candic, Kunststoffe im industriellen Einsatz bieten zahlreiche Vorteile für den Anwender. Führen diese im Umkehrschluss auch zu einer Betriebsoptimierung, etwa in Bezug auf Nachhaltigkeit?

Almedin Candic: Auf jeden Fall. Betrachten wir zunächst das geringere Gewicht von Kunststoff-Normteilen, wird dies sehr klar deutlich. Denn gerade bei großen Maschinen kann sich der Einsatz von Kunststoffteilen in Summe massiv auf das Gesamtgewicht einer Maschine oder auch Anlage auswirken. Gehen wir dann einen Schritt weiter und berücksichtigen den Umstand, dass diese Maschine gegebenenfalls öfter bewegt werden muss, ist bei einem insgesamt geringeren Gewicht schlussfolgernd auch ein geringerer Energieaufwand nötig, um diese zu bewegen. Diesen positiven Umstand haben die Luftfahrt- und Automobilindustrie schon vor langer Zeit erkannt. Dort kommen besonders viele Teile aus Kunststoff zum Einsatz. Als ein markantes Beispiel zeigt sich hier, dass der Verbrauch von Treibstoff durch die Gewichtsminimierung reduziert wird.

Und auch in Bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen, wie etwa Salzwasser oder Chemikalien, können Normteile aus Kunststoff eine nachhaltige Lösung sein. Durch die spezielle Materialzusammensetzung sind sie stark belastbar und langlebig. Das bedeutet, sie müssen weniger oft gewartet bzw. getauscht werden. Zudem sind Normteile aus Kunststoff wartungsfrei – was Öle und Schmierfette einspart.

Durch die spezielle Materialzusammensetzung sind Kunststoff-Normteile stark belastbar und langlebig.

Für welche Branchen sind Kunststoff-Normteile von Vorteil?

Die Frage wäre eher – in welchen Bereichen kommen sie nicht zum Einsatz. Gerade die typischen Eigenschaften von Kunststoff-Normteilen, wie beispielsweise eine hohe mechanische Belastbarkeit, geringe Wärmeleitung, niedrige Reibungskoeffizienten u. v. m., machen sie für sehr viele Branchen interessant. Ein Beispiel wären die ESD-geschützten Bereiche. Hier liegen sehr sensible Bauteile vor, die vor elektrostatischen Ladungen geschützt werden müssen. Durch die Verwendung von Normteilen aus leitfähigem Spezial-Thermoplast wird der Überschlag elektrischer Ladung zwischen Körpern verhindert. Das ist sicherer für das Gerät UND den Anwender.

Ein anderes Beispiel wären Normteile aus selbstverlöschendem Thermoplast. Diese sind vor allem für die Inneneinrichtung in der Schienenfahrzeugtechnik interessant, da sie die Brandschutznorm EN 45545-2 erfüllen. Ein weiteres Beispiel sind unsere Soft-Touch-Normteile. Diese verfügen über eine spezielle Oberfläche aus hochbelastbarem Thermoplast (Polypropylen). Die Ummantelung besteht aus einem weichen Elastomer (TPE) – so wird ein Abrutschen verhindert. Vibrationen und Schwingungen werden aufgenommen. Sie werden sich jetzt fragen, wo ich so etwas brauchen kann? Diese Normteile kommen oft an Geräten in Fitnessstudios oder auch an Gartengeräten zum Einsatz, also auch im privaten Bereich bieten sie zahlreiche Vorteile.

Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff: Die Vorteile der Hightech-Materialien, die im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz kommen, sind im Vergleich meist unschlagbar.

Wie oft müssen diese Normteile in der Regel getauscht/ersetzt werden, gerade im Vergleich zu Normteilen aus Edelstahl?

Lassen Sie mich hier bitte etwas ausholen. Für die Produktion unserer Kunststoff-Normteile werden nur hochwertigste Basis-Polymere – in Kombination mit verstärkenden Füllstoffen oder anderen Additiven – verwendet. Diese Kombinationen werden ständig weiterentwickelt. Das geschieht in Zusammenarbeit mit Forschungs- und Technologiezentren in Italien. So entstehen Materialien, wie der erwähnte Super-Thermoplast, die über Eigenschaften in Bezug auf mechanische und thermische Festigkeit verfügen und über die von klassischen Kunststoffen weit hinausgehen. Im zweiten Schritt geht es darum, das Design der Normteile in Bezug auf Form und Stärke so zu optimieren, so dass alle Eigenschaften der Polymere optimal genutzt werden können.

Warum ich das erwähne? Nicht nur das Material ist entscheidend, wenn es um Schlagfestigkeit, den Dehnwert oder Materialermüdung geht. Ausschlaggebend ist auch immer das Design des Produkts. Mit über 70 Jahren Erfahrung in der Verarbeitung von Kunststoffen kann ich behaupten, dass wir zu den Pionieren in der Entwicklung und Verarbeitung von Kunststoff-Normteilen für industrielle Maschinen und Anlagen zählen.

In Bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen, wie etwa Salzwasser oder Chemikalien, können Normteile aus Kunststoff eine nachhaltige Lösung sein.

Bedeutet dies in Folge, dass Kunststoff-Normteile aus Ihrem Haus langlebig sind?

Für unsere Kunststoff-Normteile werden regelmäßig Belastungstests unterschiedlicher Art im Labor durchgeführt. So wird unter genormten Arbeitsbedingungen getestet, wann es zu den ersten Materialermüdungserscheinungen kommt. Bei unseren CFSW-Scharnieren wurde beispielsweise getestet, dass – unter bestimmten, genormten Arbeitsbedingungen, Temperatur etc. – eine maximale Anzahl (also ein Öffnen und Schließen des Scharniers) von 600 Zyklen/Stunde über 20 Jahre möglich ist. So kommt es auch bei Bügelgriffen und Rastbolzen zu regelmäßigen Schlagfestigkeit-Tests. Werden Probleme festgestellt, wird an einer neuen Materialzusammenstellung oder einer Anpassung im Design gearbeitet, um die Lebensdauer und Belastbarkeit des Normteils zu verbessern.

Hat sich im Laufe der Forschungs- und Entwicklungsarbeit die Zusammensetzung der Kunststoff-Normteile im Wesentlichen geändert und gibt es Unterschiede bei der Zusammensetzung je Einsatz bzw. Branche?

Der große Durchbruch der Kunststoffe liegt viele Jahrzehnte zurück. Zum damaligen Zeitpunkt haben sich sowohl deutsche als auch amerikanische Labors in der Entwicklung neuer Zusammenstellungen von Kunststoffen ein „Rennen“ geliefert. Jeder wollte der Erste mit neuen, noch besseren Kombinationen am Markt sein. In Folge entstanden unter anderem Polyethylen und Polyamid, die wir heute im täglichen Gebrauch sehr oft in Verwendung haben.

Und welche Industriebranchen nutzen Kunststoffe insbesondere?

Vor allem die Automobil-, Luftfahrt und Elektroindustrie haben das Potenzial von Kunststoffen früh erkannt. In speziellen Forschungszentren wird permanent weitergeforscht, um das Material in seiner Zusammensetzung zu optimieren sowie widerstandsfähiger und belastbarer zu machen. Die Kunststoffe, die heutzutage entwickelt werden, gehen ganz spezifisch auf die Anwendungen der Kunden ein. Die bereits erwähnten Normteile für ESD-Bereiche oder jene mit Soft-Touch-Oberfläche sind nur zwei Beispiele.

Wenn ein erhöhtes Feuerrisiko besteht – wie zum Beispiel bei der Beleuchtung im öffentlichen Bereich – haben wir Normteile aus selbstverlöschendem Thermoplast im Sortiment (zertifiziert „V0“ nach UL-94V). Geht es um Hygienerichtlinien, findet man Standardteile aus einem speziellen Thermoplast – mit Silberionen als Zusatz – im Portfolio. Diese verhindern die Vermehrung von Mikroben, Bakterien und Pilzen auf der Oberfläche. Der antibakterielle Schutz bleibt dabei auch nach vielen Waschzyklen erhalten. Oberste Priorität bei all diesen Entwicklungen hat immer die Sicherheit des Anwenders!

Wie handhaben Sie Anfragen nach sogenannten Sonderanfertigungen für Kunden?

Wie bereits erwähnt, werden die Kunststoff-Normteile im Spritzgussverfahren produziert. So kann man auch relativ kleine Stückzahlen, in Sondergrößen bzw. -farben, kostengünstig produzieren.

Abschließend würde ich gerne wissen, was Sie Kritikern von Kunststoffen entgegnen oder stellt sich die Frage nach einem Ja/Nein bei Kunststoffen im industriellen Bereich nicht?

Kunststoffe haben leider per se – und dies zu Unrecht – ein schlechtes Image. Allein der Begriff „Kunststoff“ oder eher noch „Plastik“ ist seit vielen Jahren negativ behaftet. Dabei wird leider im Sprachgebrauch oft nicht zwischen billigem Einwegplastik und den Highzech-Materialien differenziert, die im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz kommen. In manchen Bereichen sind Kunststoffe in ihren Eigenschaften unschlagbar – etwa in sehr aggressiven Umgebungen mit Salzwasser oder Chemikalien. Diesbezüglich verfügen sie über eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit. Zudem gibt es auch Anwendungen, in denen es ohne Kunststoff „gar nicht geht“, etwa in Bezug auf elektrische Isolation oder selbstverlöschende Thermoplaste im öffentlichen Bereich – wenn Feuersicherheit gegeben sein muss.

Zusammengefasst kann man sagen, dass es für jede einzelne Anwendung das perfekte Material gibt. Dabei geht es immer um Funktionalität, aber auch Nachhaltigkeit in Bezug auf Wirtschaftlichkeit. Immer öfter wird auch der Umweltaspekt mit einbezogen, denn dieser schließt Normteile aus Kunststoff auf keinen Fall aus. Denn muss ein Teil regelmäßig getauscht werden, da es die Anforderungen nicht erfüllt, ist das weder wirtschaftlich noch nachhaltig.

Vielen Dank für das Gespräch!