Eine Übersicht über gegossene Urethanmaterialien

Urethanguss ist eine Fertigungsmethode, die es Designern und Ingenieuren ermöglicht, Kunststoffteile in Produktionsqualität mit einer Reihe von Materialeigenschaften zu erstellen. Der Prozess beginnt damit, dass ein Urmuster – das im Wesentlichen eine Nachbildung des gewünschten Endteils ist – in einen Formkasten gelegt und mit flüssigem Silikon bedeckt wird. Sobald das Silikon ausgehärtet ist, wird der Block halbiert, um den Master aus der Silikonform zu entnehmen. Als letzte Reihe von Schritten wird das Urmodell repliziert, indem die Form mit Gießharz gefüllt und das Teil in einer beheizten Vakuumkammer ausgehärtet wird.

Das Verfahren kombiniert die Festigkeit von Spritzgussteilen mit hochwertigen Oberflächen sowie Chemikalien- und Abriebfestigkeit. Die kurzen Vorlaufzeiten und niedrigen Kosten von Soft-Tooling machen das Verfahren besonders nützlich für das Prototyping und für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen, die die Kosten oder den Zeitaufwand für Hard-Tooling nicht rechtfertigen.

Gegossenes Urethan ist mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel, und seine Vielseitigkeit ist ein Vorteil für Designer und Ingenieure. Es ist jedoch entscheidend, dass Produktteams ein geeignetes Material basierend auf ihren spezifischen Projektanforderungen auswählen – zu denen Kosten, Funktionalität, Ästhetik und andere Faktoren gehören können – um die Qualität und Leistung des endgültigen Teils zu maximieren. Hier ist, was Teams wissen müssen.

Wichtige Überlegungen zur Auswahl des Urethan-Gussmaterials

Wie bei den meisten Fertigungsprojekten sollten die gewünschten Qualitäten und Eigenschaften der endgültigen Teileanwendung den Materialauswahlprozess beeinflussen. Zum Beispiel haben Dichtungen, Overmolds und Skateboard-Räder – obwohl sie alle üblicherweise aus gegossenem Urethan hergestellt werden – sehr unterschiedliche Leistungsanforderungen. Um eine bessere Abdichtung und Passform zu gewährleisten, sollten Dichtungen und Umspritzungen aus weicheren, gummiähnlichen Materialien hergestellt werden, während Skateboard-Räder eine Kombination aus Haltbarkeit und Geräusch- und Stoßdämpfung bieten müssen.

Die Familie der Urethanharze ist sehr vielseitig und kann Material- und Leistungseigenschaften bieten, die mit vielen technischen Kunststoffen vergleichbar sind. Harze können oft mit Additiven wie gemahlenen Glasfasern und anderen Partikeln angereichert werden, um die Festigkeit, die antistatischen Eigenschaften, die Flammbeständigkeit oder andere wünschenswerte Eigenschaften des Teils zu verbessern. Die Material- und Additivangebote der einzelnen Lieferanten sind unterschiedlich, aber Urethanharze werden häufig grob nach der Shore-Durometer-Härteskala kategorisiert (wobei die Bewertung „A“ weichere, elastomere Materialien und die Bewertung „D“ hochsteife Materialien bezeichnet). ).

Harte Polyurethane

ABS-ähnliche Polyurethane sind kostengünstige Allzweckharze, die eine vergleichbare – wenn nicht bessere – Festigkeit und Schlagfestigkeit bieten wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), ein thermoplastisches Polymer, das üblicherweise im Fahrzeugaußenbereich verwendet wird.

Mit einer typischen Härte von 80–85 Shore D eignen sich diese Harze hervorragend für Produktgehäuse und Komponenten, die einer häufigen Handhabung standhalten (z. B. Spielekonsolen-Controller). Urethane sind anfällig für UV-Strahlung und erfordern daher Stabilisatoren oder Beschichtungen, wenn sie in Außenanwendungen verwendet werden.

Acrylähnliche Polyurethane sind ein weiteres gängiges Gießmaterial. Diese Harze sind steif und transparent und bieten ähnliche Eigenschaften wie Polymethylmethacrylat (PMMA), ein leichtes Acryl, das üblicherweise als Glasersatz verwendet wird. Mit einer Härte von etwa 87 Shore D eignen sich diese Materialien hervorragend für die Herstellung langlebiger, transparenter Teile wie Lichtschläuche.

Weichere starre Harze (z. B. solche, die zwischen 60 und 75 Shore D auf der Härteskala liegen) können auch verwendet werden, um feste Teile mit einem gewissen Grad an Flexibilität herzustellen, wie z. B. Autoreifen oder Schutzhelme. Diese Harze haben eine niedrige Viskosität und eignen sich daher hervorragend zum Füllen komplexer Formenkonstruktionen.

Elastomere Polyurethane

Elastomere Polyurethane bieten ähnliche Eigenschaften wie flexible Materialien wie TPE, TPU und Silikonkautschuk, was sie ideal für die Herstellung von Produkten wie tragbaren Komponenten und Stoßfängerpolstern macht.

Ähnlich wie starre Harze weisen elastomere Polyurethane eine Reihe mechanischer Vorteile auf. Diejenigen mit Härten von 50 Shore A und darunter bieten eine hohe Zugfestigkeit, Zähigkeit und Flexibilität, während solche zwischen 60 und 80 Shore A gut geeignet sind, um abriebfeste Teile und Vorrichtungen mit einem gewissen Grad an Flexibilität herzustellen. Shore-A-Harze können auch zur Herstellung von Urethan-Gießformen verwendet werden, die haltbarer sind als ihre Silikon-Pendants.

Harte elastomere Urethanmaterialien umfassen Durometer von 90 Shore A bis 60 Shore D und sind ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen wie Formwerkzeuge und Zahnräder. In einigen Fällen sind diese Harze in der Lage, Metallmuster zu überdauern.

Erste Schritte mit gegossenem Urethan

Urethanguss ist für viele Hersteller ein effizientes und effektives Verfahren, da es kurze Produktionszeiten, eine flexible Materialauswahl und günstige Werkzeugkosten ermöglicht. Darüber hinaus können Polyurethanmaterialien einem Teil eine Reihe wünschenswerter Eigenschaften verleihen – von Formbarkeit und Hitzebeständigkeit bis hin zu hoher Zugfestigkeit und Steifigkeit.

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