Fakuma 2021 Lehvoss zeigt Nachhaltige Compounds

Redakteur: Alina Hailer

Auf dem Fakuma-Messestand von Lehvoss werden neue Materialien für den strukturellen Leichtbau sowie Treibmittel-Masterbatches vorgestellt und nachhaltige Werkstoffe für den 3D-Druck.

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Diese CFRP-Orthesen wurden im 3D-Druck mit dem Material Luvocom-3F-PET-CF-9780-BK gefertigt, welches nach Verwendung dem technischen Kunststoffrecycling zugeführt werden kann.
Diese CFRP-Orthesen wurden im 3D-Druck mit dem Material Luvocom-3F-PET-CF-9780-BK gefertigt, welches nach Verwendung dem technischen Kunststoffrecycling zugeführt werden kann.
(Bild: Lehvoss)

„Nachhaltige Lösungen für die Kunststoffverarbeitung auf Basis von Hochleistungs-Compounds und dem Einsatz von rezyklierten Polymeren und Fasern“ – das ist das Motto der Lehvoss-Gruppe auf der diesjährigen Fakuma. Auf dem Messestand B1-1109 werden unter anderem Materialien für den strukturellen Leichtbau, nachhaltige Lösungen für den 3D-Druck sowie Hochleistungs-Compounds für die Medizintechnik präsentiert.

Materialien für den strukturellen Leichtbau

Die neuste Entwicklung der Luvocom-XCF-Linie: Ein Produkt auf PPA-Basis. Mit einer Festigkeit von 425 MPa, einer Steifigkeit von 47 GPa, einer Zugdehnung von 1,4 Prozent und 100 kJ/m2 für die Schlagzähigkeit stellt es eine Alternative zu Leichtmetallen in vielen Anwendungen dar. Aufgrund der Dichte von 1,37 g/cm3 ergeben sich hohe Werte für den spezifischen E-Modul und die spezifische Festigkeit.

Die eigene XCF-Technologie ist laut dem Unternehmen auf alle Thermoplaste übertragbar. Produkte auf Basis PA 66, PPA, PPS, PEEK und anderen Polymeren befinden sich bereits im XCF-Portfolio. Die Verarbeitung der Compounds kann grundsätzlich auf üblichen Spritzgießmaschinen und Werkzeugen erfolgen.

Das Material Luvocom-60-50097 auf Basis PP mit CF ist ebenfalls neu im Portfolio und könnte laut Lehvoss eine Alternative zu bisher verfügbaren Materialien auf Basis PA 6 und PA 66 mit CF und GF (Glasfasern) bieten. Das Material verfügt über eine Festigkeit von 170 MPa, Steifigkeit von 18 GPa und eine Kerbschlagzähigkeit von 11 kJ/m2. Durch die fehlende Wasseraufnahme weist es unter feuchten Bedingungen laut Hersteller keine Eigenschaftsabnahme auf.

Verstärkung durch Glashohlkugeln

Mit einem weiteren Material – Luvocom 1105-50303 – wurde ein mit Glashohlkugeln verstärktes PEEK-Compound auf den Markt gebracht. Aufgrund der Dichte von 1,01 g/cm3 eignet es sich für den strukturellen Leichtbau, speziell aber für die Dünnwandextrusion. Die Herstellung des Compounds erfolgt mit einem speziell angepassten Compoundierverfahren, um Schädigungen der Hohlglaskugeln zu vermeiden. Das Material verfügt zudem über eine geringe Wärmekapazität. Die dahinterliegende Modifikations- und Fertigungstechnologie ist auf andere Polymere übertragbar, so dass auf Kundenwunsch mehrere polymere Trägern modifiziert werden können.

Treibmittel-Masterbatches für Schaumteile

Auch für das thermoplastisches Schaumspritzgießen (TSG) und geschäumte Extrusionsanwendungen hat Lehvoss neue Treibmittelmasterbatche entwickelt. Die neuen hochbeladenen Produkte können mit geringen Dosierungen – ab 0,1 Prozent – im Spritzguss und in der Extrusion eingesetzt werden.

Luvobatch-PE-BA-5821 soll sich für Anwendungen mit hoher Gewichtseinsparung eignen, Luvabatch-PE-BA-5823 aufgrund seiner feinen Zellstruktur für Folienanwendungen. Die neuen Masterbatche sind laut Lehvoss frei von Azodicarbonamid (ADC) und können daher in geschäumten Anwendungen mit anschließendem Lebensmittel- oder Trinkwasserkontakt eingesetzt werden. Aufgrund der Gasausbeute sollen sie auch als Alternative zu ADC-Masterbatchen eingesetzt werden können.

Neben den klassischen halogenhaltigen Flammschutz-Masterbatchen hat Lehvoss zudem eine Produktlinie aus umweltfreundlicheren, halogenfreien Flammschutz-Masterbatchen und Compounds entwickelt. Die Einsatzmöglichkeiten reichen von Folienaufbauten bis hin zu Kabeln und Bauteilen mit höheren Wandstärken.

Dabei kann auf stickstoff- und phosphorbasierte sowie mineralische Additive und intumeszierende Systeme zurückgegriffen werden, bei denen die Wirkung im Brandfall durch Aufschäumen des Materials mit anschließender Bildung einer stabilen Schutzschicht erreicht wird.

Werkstoffe mit geringem CO2Fußabdruck

Eine Neuheit der Luvotech-Produktlinie: Die Luvotech-Eco-Produkte, die auf rezyklierten Rohstoffen basieren. Laut dem Hersteller verfügen alle Produkte der Eco-Linie über einen verbesserten CO2-Fußabdruck. Dieser könne sich so, zum Beispiel bei der Verwendung von PEEK oder Carbonfaserrezyklaten, um bis zu 90 Prozent reduzieren.

Der Fokus des Unternehmens liegt beim werkstofflichen Recycling weitestgehend auf dem oberen Ende der Werkstoffpyramide in den Bereichen der technischen Kunststoffe und Hochleistungs-Kunststoffe.

Nachhaltige Materialien für den 3D-Druck

Das Flügelrad wurde mit dem Werkstoff Luvocom-3F-Eco-PET im 3D-Druck gefertigt.
Das Flügelrad wurde mit dem Werkstoff Luvocom-3F-Eco-PET im 3D-Druck gefertigt.
(Bild: Lehvoss)

Auch im Bereich 3D-Druck wächst der Bedarf für nachhaltige Materialien. Dafür hat Lehvoss das Material Luvocom-3F-Eco-PET entwickelt, welches laut dem Hersteller zu 90 Prozent auf recyceltem PET basiert. Das PET-Material kann sowohl im FFF (Fused Filament Fabrication) als auch im FGF (Fused Granulate Fabrication) Verfahren eingesetzt werden. Einsatzbereiche des Materials sind funktionale Prototypen und Serienteile in zahlreichen Industrien, wie beispielsweise im Maschinenbau, Automobilbau und der Medizintechnik.

Neben der Entwicklung von Materialien seien zudem aber auch ganzheitliche Betrachtungen für die Verringerung des CO2-Fußabdruckes wichtig. Die Erstellung kosten- und handhabungsoptimierter Laminiernormale (Laminierformen oder Laminierwerkzeuge), zur Fertigung von Orthesen aus CFK-Laminaten erfolgt heutzutage noch mittels duroplastischer PU-Formschäume. Diese werden gefräst und dadurch entsteht Abfall wie auch bei der späteren Entsorgung der Formen.

Für eine Fallstudie wurde mit dem Unternehmen Ad-Viva der Formherstellprozess mittels 3D-Druck betrachtet. Als Werkstoff wurde Luvocom-3F-PET-CF-9780-BK ausgewählt. Dieser ist laut Lehvoss temperaturbeständig, besitzt eine hohe Festigkeit und ist chemisch beständig. Verfahrensbedingte Anforderungen, wie die erforderliche Wärmeformbeständigkeit und Feuchtefreiheit für den Aushärteprozess im Ofen-Vakuumverfahren, erfüllen die gedruckten Laminierformen laut dem Hersteller uneingeschränkt.

Da bereits in der Konstruktion des Modells auf minimalen Materialeinsatz geachtet wird kann mit geringem Infill (Stützstruktur im Bauteil) gearbeitet werden. Dadurch fällt ein noch geringeres Materialvolumen als Reststoff an. Das Luvocom-3F-PET-CF-9780-BK kann laut Lehvoss getrennt gesammelt und dem technischen Kunststoffrecycling zugeführt werden. Nach dem Vermahlen der Bauteile können zum Beispiel über das Spritzgießen neue technische Teile entstehen.

Hochleistungs-Compounds für die Medizintechnik

Die Hochleistungskunststoffe der Lehvoss-Gruppe werden seit einigen Jahren auch in der Medizintechnik eingesetzt. Neben Materialien für chirurgische Instrumente liegt ein Schwerpunkt im Bereich moderner Farben auf PEEK-Hochleistungskunststoffen, die unverstärkt und glasfaserverstärkt zur Verfügung stehen. Das neue PEEK-Produktportfolio deckt laut Lehvoss ein breites Farbspektrum ab und soll dem Kunden folgende Vorteile bieten:

  • Verfügbare Farb- und Preisliste zur individuellen Materialauswahl (auf Anfrage);
  • Kurzfristige Verfügbarkeit ab 20 kg Abnahmemenge;
  • Als Sackware in Granulatform für den klassischen Spritzguss oder die Extrusion;
  • In Halbzeugform für die schnelle, zerspanende Herstellung von Musterteilen oder Kleinserien;
  • Als Filamente für den 3D-Druck erster Muster und Funktionsteile;
  • Nachweis aller Materialien nach EN ISO 10993-5 und -12 (Cytotoxizitätsnachweis);
  • Teilweise Lebensmittelkonform;

Zudem sind laut Hersteller alle Materialien für den mehrfachen, nachhaltigen Gebrauch nach den gängigen Aufbereitungsverfahren geeignet. Die PEEK-Materialien werden außerdem auch auf Basis von Rezyklaten angeboten.

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