Reibungsarme Kunststoffe

Verlängerung der Produktlebensdauer durch reibungsarme Kunststoffe

Teile aus reibungsarmen Polymeren können dazu beitragen, die Lebensdauer von Produkten bei gleichzeitig geringerem Wartungsaufwand zu verlängern. DuPont arbeitet weltweit mit Herstellern und Zulieferern zusammen, um die Lebensdauer und Leistung von beweglichen Teilen für verschiedene Anwendungen zu erhöhen, von Fahrzeugantrieben über  Förderanlagen bis hin zu Fotovoltaiksystemen.

Verschleiß- und Reibungsübersicht

Langlebigere Teile, geringere Wartungskosten

DuPont arbeitet mit Ingenieuren in allen Phasen, von der Entwicklung über die Erprobung von Prototypen bis zur Aufnahme der Serienproduktion zusammen, um sie bei der Konstruktion, Fertigung, Auswahl und Verbesserung von Produkten für Anwendungen zu unterstützen, die eine hohe Verschleißfestigkeit und/oder geringe Reibung erfordern. Die Optimierung von Teilen in Bezug auf geringe Reibung kann zu einer längeren Lebensdauer wichtiger Teile, geringeren Wartungskosten und zu einem leiseren Betrieb führen. Durch die Verringerung der Reibung zwischen beweglichen Teilen kann zudem die Menge der in Wärme umgewandelten Energie reduziert werden, wodurch eine höhere Effizienz der Produkte und der Betrieb bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht wird.

  • In Förderanlagen und anderen Industriemaschinen kann die Tragfähigkeit oder Gleitgeschwindigkeit erhöht werden, um die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit der Systeme zu steigern.
  • In der Automobilindustrie kann eine geringere Reibung zu niedrigerem Kraftstoffverbrauch und zur Senkung der Treibhausgasemissionen führen. Polymere und Teile von DuPont können darüber hinaus ein niedrigeres Gewicht sowie eine geringere Größe und Komplexität als vergleichbare Metallteile bieten. Dadurch wird die Effizienz des Fahrzeugs dank der Vereinfachung der Montageschritte erhöht, was zu allgemeinen Kosteneinsparungen führt.   

Delrin® für Förderanlagen und Fahrzeugtüren

Die intern geschmierten, verschleißfesten DuPont™ Delrin®  Kunststoffe werden zur Lösung von Verschleiß-, Reibungs- oder Geräuschproblemen eingesetzt. Sie kommen in verschiedenen Branchen in Förderanlagen zum Einsatz – von der Nahrungsmittelverarbeitung bis hin zur Halbleiterfertigung. Die reibungsarmen Delrin®  Typen ermöglichen eine längere Lebensdauer von Ketten und Verschleißleisten, das ungehinderte Gleiten des Förderguts sowie einen leiseren und schmierfreien Betrieb.

Delrin®  wird zudem vom Automobilhersteller BMW in PKW-Türen eingesetzt. Herkömmliche Türaufhalter aus Stahl werden mit Fett geschmiert, damit sie frei gleiten können. Sie müssen jedoch regelmäßig gewartet werden, und das Fett verschmutzt Kleidungsstücke, die damit in Berührung kommen. BMW hat in Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von DuPont eine hochleistungsfähige Alternative gefunden, bei der Delrin® 100KM Polyacetal zum Einsatz kommt, ein mit Kevlar® modifiziertes, abriebfestes und reibungsarmes Material.  

Delrin® 100KM wurde für die Umhüllung der Türaufhalter der Limousinen der 5er-Reihe von BMW verwendet. Damit lassen sich die Türen auch ohne Schmierung leichtgängig und leise öffnen und schließen.

Anwendungsorientierte Lösungen

Delrin® 100KM musste beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen durch die darauf laufenden Andruckrollen, der Stoßbelastung, wenn die Türen ihren Anschlag erreichen, sowie auch dem Abrieb, der bei jeder Bewegung der Tür auftritt, standhalten können. BMW führte umfangreiche Tests durch, die ergaben, dass Delrin® 100KM die Anforderungen besser als alle anderen getesteten Materialien erfüllt.

Delrin®  kann auch mit anderen Technologien wie Teflon® PTFE, Silikon, Kevlar®  Aramid oder chemischer Schmierung modifiziert werden, um Verschleiß oder Reibung bei den verschiedensten Anwendungen zu reduzieren.

Vespel® Teile für effiziente Getriebe

Dichtringe und Anlaufscheiben aus DuPont™ Vespel®  stellen abriebfeste und reibungsarme Lösungen für die stufenlosen Eccom CVT-Getriebe von ZF Passau dar, die in Landmaschinen international bekannter Hersteller wie John Deere, Claas Selbstfahrende Erntemaschinen und Same Deutz-Fahr eingesetzt werden. In den Getrieben drehen sich die Planetenräder auf den Antriebswellen gegen Dichtringe aus Vespel®  anstelle von Ringen aus Gusseisen, um Leckagen zu verringern. Dies trägt zur Gewährleistung eines zuverlässigen, wartungsarmen Betriebs bei.

Kraftstoffeinsparungen und Verringerung der CO2 -Emissionen

Laut Schätzungen gelangen nur ca. 15 Prozent der in einem Liter Kraftstoff enthaltenen Energie zu den Antriebsrädern, was bedeutet, dass der größte Teil durch Ineffizienzen verloren geht. Etwa 10 Prozent dieses Energieverlusts ist auf Reibung zwischen beweglichen Teilen zurückzuführen, was mehreren Millionen Litern Öl pro Tag entspricht.

Daher liegt es auf der Hand, dass die Möglichkeit zur Verringerung der Reibung sowohl für bestehende Anwendungen als auch für die noch nie dagewesene Zahl neuer Antriebsstrangtechnologien, die heute auf den Markt gebracht werden, extrem wichtig ist.

Bei Untersuchungen von DuPont, bei denen Teile aus Vespel® SP-2515, einem graphitgefüllten Polyimid, anstelle von PEEK (Polyetheretherketon) eingesetzt wurden, wurde selbst bei kalten Temperaturen eine Reduzierung der Reibung um 45 % bis 55 % festgestellt. Durch den Einsatz von reibungsarmen Kunststoffen in neuen Anwendungen könnte ein bedeutender Beitrag zur Senkung des weltweiten Kraftstoffverbrauchs und zur Verringerung der CO2 -Emissionen geleistet werden.