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Entwicklung der Epoxidharze

Schon frühzeitig wurden auch in der metallverarbeitenden Industrie die hervorragenden Eigenschaften der Kunststoffe erkannt und zweckmäßig der Anwendungsmöglichkeiten untersucht.

Eine dieser Möglichkeiten bedeutet das herstellen von Werkzeugs mit Hilfe von Epoxidharzen, wo mit versuchsweise etwa 1952 begonnen wurde. In erster Linie waren erst die Flugzeugwerke und dann die Automobilfirmen, bei denen die wirtschaftlichen Vorteile von EP- Gießharzen erkannt und in zunehmendem Maße genutzt wurden. Heute haben sich EP- Harze in vielen Betrieben einen festen Platz erobert für den Bau von Werkzeug im und Vorrichtungen, wie sie im allgemeinen Sprachgebrauch unter dem Sammelbegriff “ Fertigungsmittel “ verstanden werden.

Entwicklung der Epoxidharze

Entwicklung der Epoxidharze

In der Vergangenheit dienten als Baustoffe für Fertigungsmittel bei Werkzeug und Lehren hauptsächlich Metalle bzw. Holz und Gips im Modellbau, wobei man Gips in der Abformtechnik verwendet. Die Metalle – vorwiegend Stahl, Grauguß und Aluminium – erfordern ein spanendes Bearbeiten, daß nur von Fachpersonal auf kostspieligen Werkzeugmaschinen durchgeführt werden kann. Diese Fertigung ist aufwendig an Zeit und Geld. Außerdem sind die mechanischen Werkstätten in den Betrieben in der Regel stark überlastet, so daß sich Terminverzögerungen in Folge Mangel an Fachkräften empfindlich bemerkbar machen. Beim Holz wirkt sich der hohe Feuchtigkeitsgehalt und die Richtungsabhängigkeit der Festigkeitseigenschaften nachteilig auf daraus hergestellt Fertigungsmittel aus. Der als Modellwerkstoff verwendete Gips besitzt nur geringe mechanische Eigenschaften, und zudem bereiten seinem porösen Oberflächen Schwierigkeiten, so daß daraus hergestellten Modelle nur eine kurze Lebensdauer aufweisen.

Wie für jede anderweitige Werkstoffauswahl gilt auch für die Kunststoffe, daß man sie dort heranzieht, wo ihre Verwendung echte technische und wirtschaftliche Vorteile erzielen läßt. Bei solchen Überlegungen ist u.a. zu denken an die Zeitstandfestigkeit, an die Wärmestandfestigkeit an die Wärmedehnung, Wärmeleitung, Verschleißfestigkeit, Oberflächenhärte, Zähigkeit, Wasser Empfindlichkeit, Korrosionsbeständigkeit und Dichte. Berücksichtigt man diese Fragen, so können klare Abgrenzung in der Anwendung von Kunststoffen, Metallen, Holz, Gips oder in der Kombination dieser und ähnlicher Werkstoffe gefunden werden. Die Werkstoffklasse der Kunststoffe wird in zwei Gruppen Thermoplaste und Duroplaste eingeteilt. Aufgrund ihrer Struktur besitzen die Duroplaste im allgemeinen höhere mechanische Eigenschaften, größere Härte und Hartelastizität und höhere Wärmestandfestigkeit als Thermoplaste. Im Fertigungsmittelbau finden nur duroplastische Gießharze wie EP- Harze und in weit geringerem Maße ungesättigte Polyesterharze (UP- Harze) Verwendung. Der wesentliche Grund, weshalb UP- Harze im Fertigungsmittelbau nur in geringen Maße Eingang gefunden haben, liegt im größeren Volumenschwund, der durch eine starke Wärmeentwicklung während der Vernetzung bis zu 10% betragen kann. Demgegenüber tritt beim Vernetzen von reinen EP- Harz eine Reaktionsschwund von maximal nur 2% ein, derweil mit Verwendung von Füllstoffen bis auf fast 0% herunter gedrückt werden kann.

Die Gießharze erreichen vor allem in Verbindung mit anorganischen Fasern unter gewissen Voraussetzungen bei niedriger Dichte die Festigkeitseigenschaften bester metallischer Werkstoffe. Außerdem besitzen sie im nicht ausreagierten, kalten Zustand – was für die Verarbeitung besonders wichtig ist- eine Formbarkeit, wie man sie nur von gießbaren Werkstoffen kennt. Wodurch sich aber die Gießharze hervorstechend empfehlen, ist, daß Sie sich auf einfache Weise ohne kostspielige Fertigungseinrichtungen zur Werkstücken verarbeiten lassen. So sind z.B. für das Härten der meisten Harze Wärmebehandlungsanlagen nicht erforderlich, wie dies bei Metallegierungen zum erzielen der gewünschten Werkstoffzustände und Festigkeitseigenschaften Voraussetzung ist. Die Verarbeitungstechnologien der Reaktionsharze ermöglicht mithin die Anwendung auch in kleinen Betrieben und einfach ausgerüsteten Werkstätten. Durch Anschulung der Arbeitskräfte kann die Verarbeitung erlernt werden Institutionen auf, was in speziellen Ausbildungswerkstätten an einigen Instituten sowie in kurzzeitigen Kursen bei den Harzherstellern erfolgen kann.

Quelle Text: www.tobias-hanhart.de


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