GGB Die häufigsten Fragen über Polymerspritzbeschichtungen

FAQ Beschichtungen

Nicht alle Beschichtungen werden auf die gleiche Weise hergestellt. Heute sehen sich die Anlagenhersteller vor die anspruchsvolle Aufgabe gestellt, schneller denn je zuverlässige Teile zu liefern, die immer höhere Leistungsanforderungen erfüllen. Dank der im vergangenen Jahrzehnt erzielten Fortschritte auf dem Gebiet des Polymertechnik bieten Tribologische Beschichtungen heute die Möglichkeit, die an ein Produkt gestellten Anforderungen zu erfüllen: Sie sorgen für ein höheres Leistungsvermögen, indem sie die Reibung verringern, die Lebensdauer erhöhen, die Geräuschentwicklung des Systems reduzieren und die Korrosionsbeständigkeit erhöhen. Dies alles ist bei gleichzeitiger Reduzierung der Systemkosten möglich

Was sind Polymerbeschichtungen?

Tribologische Eigenschaften von GGB TriboMate® Polymerbeschichtungen

Polymerbeschichtungen sind dünne Polymerschichten die auf glatte oder unregelmäßige Flächen aufgebracht werden. Polymerbeschichtungen können funktional, schützend oder dekorativ sein. Sie werden auch zur Oberflächenmodifizierung verwendet (hydrophobe Beschichtungen). Obwohl Polymerbeschichtungen meistens organisch sind, können sie auch Keramik- oder Metallpartikel enthalten, um die Haltbarkeit, Funktionalität oder Ästhetik zu verbessern [1].

Je nach Anwendung können sich die Anforderungen an die Bauteiloberfläche von den Anforderungen an den Kern des Teils unterscheiden. Polymerbeschichtungen werden häufig eingesetzt, um die Eigenschaften einer Substratoberfläche zu modifizieren und deren Leistungsfähigkeit zu verbessern. Aus diesem Grund sind Beschichtungen zu einem wichtigen Gebiet der tribologischen Materialwissenschaft geworden.

[1] Francis, L. F., & Roberts, C. C. (2016). Chapter 6-Dispersion and Solution Processes. Materials Processing.

Was sind thermoplastische Beschichtungen?

Bei Polymerbeschichtungen handelt es sich überwiegend um thermoplastische Beschichtungen. Bei den thermoplastischen Beschichtungen sind die einzelnen Makromoleküle des Polymers miteinander verwoben, der überwiegende Teil ist jedoch weitgehend unabhängig voneinander. Deshalb zeichnen sich thermoplastische Beschichtungen durch hohe Flexibilität, gute Dehnungsfähigkeit und hohe Schlagfestigkeit bei allerdings geringerer Kratzfestigkeit aus. Sie bieten einen ausgezeichneten Korrosionsschutz.

 

Was sind duroplastische Beschichtungen?

Einige der modernsten Polymerbeschichtungen sind Duroplaste. Dies sind unbegrenzte dreidimensionale Netzwerke aus kovalent miteinander verbundenen Polymer-Makromolekülen. Dieses dreidimensionale Netzwerk bietet eine hervorragende Beständigkeit der Polymerschichten gegenüber Lösungsmitteln, Chemikalien und mechanischer Beanspruchung. Dank hoher Härte sind Polymerschichten extrem beständig gegenüber Kratzern und Verschleiß.

Duroplastische Beschichtungen werden als Flüssigkeit auf ein Substrat aufgebracht sie bestehen aus kurzen Molekülen, die sich während des Aushärtens bei einer bestimmten Temperatur miteinander vernetzen und durch eine irreversible chemische Reaktion ein dauerhaft dreidimensionales Netzwerk bilden. Diese notwendige Aushärtung spiegelt sich in der Auswahl des Substratmaterials wider.

Welche Grundzusammensetzung haben Polymerbeschichtungen?

GGB Oberflächentechnik für Gleitbeschichtungen

Der Begriff Polymerbeschichtung legt nahe, dass eine solche Beschichtung vorwiegend Polymere enthält. Beschichtungsrezepturen bestehen jedoch aus organischen und anorganischen Inhaltsstoffen: Bindemitteln, Füllstoffen (oder Pigmenten), Additiven und Lösungsmitteln [2].

[2] Gijsbertus de With, (2018). Polymer coatings: A guide to chemistry, characterization, and selected applications, Wiley-VCH Verlag GmbH and Co., ISBN 978-3-527-80633-1

Wie wähle ich die geeignete Beschichtung für meine Anwendung?

GGB TriboShield Reibungsarme Standard-Polymerbeschichtungen

Die Auswahl des Beschichtungssystems ist von zahlreichen Erwägungen und selbstverständlich der jeweiligen Anwendung abhängig. Aus diesem Grund bitten wir Sie auch, das Kontaktformular auszufüllen, damit unser Applications Engineering-Team zusammen mit Ihnen ermitteln kann, welche Lösung die beste ist.

Bis zu welcher Größe können Teile beschichtet werden?

GGB kann Teile von nur wenigen Millimetern bis zu einer maximalen Teilgröße von 5 x 2,5 x 2,5 m beschichten.  Allerdings kann es aufgrund der geometrischen Komplexität Einschränkungen geben.  

Kann das Beschichtungsverfahren die mechanischen Eigenschaften des Substrats beeinflussen?

Je nach gewählter Beschichtung kann die Aushärtungstemperatur bei Raumtemperatur liegen oder bis zu maximal 420 °C betragen.  Falls höhere Aushärtungstemperaturen erforderlich sind, sollte ein möglicher Anlasseffekt beim Substrat berücksichtigt werden.

Kann die Beschichtung nur auf einen bestimmten Bereich der Komponente aufgebracht werden?

Beschichtungen können nur auf bestimmte Bereiche aufgebracht werden, indem die Flächen, die unbeschichtet bleiben sollen, maskiert werden, oder indem diese Bereiche während des Fertigungsverfahrens als zu „opfernde" Behandlungspunkte dienen. Die gesamte Komponente zu beschichten, hat jedoch den Vorteil, dass sie vollständig gegen Korrosion und chemische Angriffe geschützt und, in den meisten Fällen, auch nicht teurer ist.

Welche Empfehlungen gibt es im Hinblick auf die Oberflächengüte der zu beschichtenden Komponente?

Die Anforderungen an die Oberflächengüte einer zu beschichtenden Komponente sind erheblich geringer als herkömmliche Oberflächenspezifikationen für tribologische Komponenten, was potentielle Kosteneinsparungen für den Kunden bedeutet.  Die Oberflächen können vor dem Beschichten eine Rauheit von bis zu 1,6 Ra aufweisen, weil das Beschichtungsverfahren einen Oberflächenmodifizierungsschritt umfasst, um eine optimale Adhäsion zu gewährleisten.

Welche Beschichtungsdicken sind möglich?

Die Dicke ist weitgehend von der Art der jeweiligen Beschichtung, ihrer Zusammensetzung, dem Aufbringungsverfahren und der letztlich vorgesehenen Verwendung abhängig. Im Allgemeinen beträgt die Solldicke rund 10 µm bis 35 µm, wobei Beschichtungen aber auch bis zu 300 µm dick sein können.

Wenn die Komponente eine Bohrung oder Aussparung aufweist, bis zu welcher Tiefe kann dann eine Beschichtung aufgebracht werden?

Spritzpistole und Werkzeuge zum Aufbringen reibungsarmer GGB-Beschichtungen

Für das Aufbringen der Beschichtung gibt es keine Einschränkung im Hinblick auf die Tiefe, lediglich im Hinblick auf das Seitenverhältnis der besagten Bohrung/Aussparung. Als allgemeine Richtlinie gilt, dass wir bis zu einem Lochdurchmesser von 50 mm die Schichtdicke kontrollieren können, sofern das Tiefe/Durchmesser-Verhältnis nicht größer als 3 ist. Wenn die Bohrung/Aussparung eine Öffnung hat, die größer als 50 mm ist, können spezielle Spritzwerkzeuge benutzt werden, um die gesamte Länge der Bohrung/Aussparung zu erreichen und eine kontrollierte Beschichtungsdicke aufzutragen.

Welche Art von Geometrien und Substraten können beschichtet werden?

Nächste Generation tribologischer GGB Polymer-Gleitlager

Eine tribologische Hochleistungsbeschichtung kann auf die meisten Substrate aufgebracht werden, unter anderem auf Metalle, Polymere und Verbundstoffe, und zwar unabhängig von Kontur oder Form. Die Realisierbarkeit der Beschichtung wird von den thermischen und chemischen Eigenschaften des Substrats bestimmt, weil es den Aufbringungs- und Aushärtungsprozess überstehen muss.

Wie können Beschichtungen die Lebensdauer eines Systems verlängern und die Reibung reduzieren?

Beschichtungen sind speziell dafür vorgesehen, die Reibung zwischen zwei in relativer Bewegung zueinander befindlichen Oberflächen zu verringern. TriboShield™-Beschichtungen sind selbstschmierend und somit speziell für geringe Reibung und gute Verschleißbeständigkeit konzipiert.

Für bestimmte Anwendungen kann GGB auch reibwerterhöhende Beschichtungen formulieren, die als Hauptmerkmal aber weiterhin eine geringe Verschleißrate aufweisen.

Sind TriboShield®-Beschichtungen FDA-konform?

Wir haben eine Reihe von Beschichtungen, die FDA-konform sind. Die eigentliche Zulassung wird für jede einzelne Anwendung erteilt und bedarf eines speziellen Zertifizierungsverfahrens, das von einem unabhängigen Labor durchgeführt wird.

Wie können Beschichtungen das Gewicht des Systems verringern?

Der Gewichtsunterschied zwischen Beschichtung und Gleitlager ist vernachlässigbar, so dass wir die Tatsache, dass die Beschichtung direkt auf leichte Werkstoffe wie Aluminium, Magnesium oder Titan aufgebracht werden kann, nicht speziell betonen sollten. 

Wie können Beschichtungen die Kosten eines Systems senken und Geld sparen?

In vielen Fällen werden die Beschichtungen direkt auf das Bauteil des Kunden aufgebracht, wodurch die Montage entfällt und die Stückliste vereinfacht wird. Das zu beschichtende Bauteil benötigt keine Feinbearbeitung und es kann eine Rauheit von 1,6 µm Ra eingehalten werden. Darüber hinaus kann auch das übliche Härten und/oder Polieren der Oberflächen entfallen.

Was sind zusätzliche Vorteile der Beschichtung eines Teils? Führt es zu Auswirkungen auf Lautstärke, Vibrationen und Polymers Härte?

Polymere bieten im Allgemeinen eine wirksame Barriere gegen Korrosion oder chemische Beschädigung. Durch die Beschichtung des gesamten Teils kann die Beschichtung potenziell sowohl Ihre tribologischen als auch Ihre chemischen Beständigkeitsanforderungen erfüllen. Die Dämpfungseigenschaften von Polymerbeschichtungen können auch dazu beitragen, Lärm, Vibrationen und Härte zu reduzieren, was zu einem ruhigeren Betrieb führt.

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