Frage zum Füllstoff „Mineral“ (MD bzw. MX)

Wenn ich jetzt nicht ganz falsch liege, sollten das anorganische Naturstoffe wie z.B Glimmer, Kaolin, Silikate, Keramikpulver sein.

Je nach Struktur beinflussen diese die Festigkeit positiv (Schichtsilikatblättchen), verringern die Schwindung, beeinflussen die Dichte (hohlpartikel) oder sind einfach nur billiger Füllstoff.

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Ein Blick auf das Datenblatt sollte dir eigentlich verraten um was es geht.
Ja, eigentlich handelt es sich dabei um die Füllstoffe. (soweit ich weiß)
Wir haben auch ein PP-H MF 40.
Datenblätter sind kaum greifbar. Ich wollte auch schon mal Google fragen, hab es aber vergessen.
Ich denke aber, dass dir hier eine gute Antwort geliefert wird.
Ich mache mich währenddessen mal auf die Suche nach MF 40.

Edit: meins hat sich erledigt. MF ist in dem Falle Mineral Filled. Das habe ich bereits vermutet, wusste aber nicht welche. In dem Falle Talkum, was ich auch nach dem Griff in die Rohware vermutet habe. Aber Kontrolle ist besser.

Zumeist handelt es sich bei den mineralverstärkten Werkstoffen um talkumverstärkte Produkte. Wie 03 1010 schon erwähnt, ist Talkum ein Schichtsilikat mit ausgesprochen guter Verstärkungswirkung. Alleine durch Zugabe von 20% einer entsprechenden Talkumqualität, lässt sich der Zug-E-Modul eines unverstärkten PP-Homopolymers von zuvor rund 1500 MPa auf anschließend knapp 3000 MPa anheben. Talkum gibt es in unterschiedlichen Qualitäten und je nach Anwendungsfall kommen diese dann zum Einsatz. Neben Talkum gibt es noch weitere mineralische Verstärkungsstoffe wie zum Beispiel Kreide. Hier ist die Verstärkungswirkung aber bei Weitem nicht so ausgeprägt wie beim Talkum. Die Grenze zwischen Verstärkungsstoff und Füllstoff verläuft hier irgendwo zwischen diesen Produkten. Aber da wissen andere Kommentatoren sicherlich noch Genaueres (auch im Hinblick auf das Aspektverhältnis dieser Verstärkungsstoffe) zu berichten. </p>

Zitat von BastiWest

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[...]

an genau den musste ich auch sofort denken, als ich die Frage las

Ok, war `ne Zeit lang nicht "netzfähig". Konnte zwar lesen, aber nichts schreiben. (Urlaub)

Was ist "Mineral" im Sinne der Materialbezeichnungen? Das kann - wie schon von 03 1010 gesagt - alles anorganische sein. Farbmittel, Glasfasern, Glaskugeln oder Hohlglaskugeln zählen in der Regel aber nicht dazu. Sie werden mit der entsprechenden Menge eingesetzt und werden auch entsprechend anders benannt. Titandioxid allerdings wird oft als Farbmittel eingesetzt z.B. für die Farbe "Weiß". Wird TiO² aber eingesetzt um auch andere Effekte (z.B. für Lichtdichtheit und Reflektion) zu erreichen, bekommt das Produkt manchmal auch den Vermerk "MN", weil der Anteil dann u.U. sehr hoch ist.
Der Vermerk "MX" muss aber nicht zwangsläufig auf "Mineral" hindeuten (siehe z.B. TRITAN MX811).
Außerdem: Die wenigsten Hersteller benennen ihre Produkte streng nach der heißgeliebten "Norm". Höchstens "in Anlehnung an die Norm".

Nach einer Suche hier im Forum, möchte ich dieses Thema hier weiterführen...

Hat jemand von euch Erfahrungen mit hoch-mineralgefüllten Materialien?
Wir suchen einen möglichst verzugsarmen technischen Thermoplast und ich stelle mir vor, dass 50-60% Mineralfüllung (ggf. mit 10% GF für die Festigkeit) eine gute Lösung sein könnte.

Aber ob sich das Zeug dann noch verarbeiten ließe oder extrem spröde wäre, dafür fehlt mir das Gefühl.
Habt ihr schon mal etwas in der Art verarbeitet und könnt mir weiterhelfen?

Gerne auch Tipps für Materialtypen mit minimaler Schwindung (max. 0,2% wäre ideal).
Danke!

Wir haben inzwischen Formulierungen mit bis zu 90% Mineral hergestellt. Es kommt aber immer mit auf die Polymertype an, was man reinbekommt und ob es noch sinnvoll ist. Je mehr Füllung, desto schwieriger wird natürlich das Spritzgießen. So können die Fließwege deutlich eingeschränkt sein. Und die Materialien werden dadurch tatsächlich spröder. Da helfen auch 10% GF nicht viel weiter.

Eine Schwindung mit 0,2% ist bei einigen Polymeren da natürlich möglich. Ich frage mich aber, ob es nicht vielleicht sinnvoller ist, das Werkzeug entsprechend zu konstruieren. Denn das wird bei einer so hohen Füllung ohnehin notwendig werden.

Zitat von dadada

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Hat jemand von euch Erfahrungen mit hoch-mineralgefüllten Materialien?
Wir suchen einen möglichst verzugsarmen technischen Thermoplast und ich stelle mir vor, dass 50-60% Mineralfüllung (ggf. mit 10% GF für die Festigkeit) eine gute Lösung sein könnte.

Aber ob sich das Zeug dann noch verarbeiten ließe oder extrem spröde wäre, dafür fehlt mir das Gefühl.
Habt ihr schon mal etwas in der Art verarbeitet und könnt mir weiterhelfen?

Gerne auch Tipps für Materialtypen mit minimaler Schwindung (max. 0,2% wäre ideal).
Danke!

Was ist denn die Anwendung? 50-60% Mineral hat dann quasi keine Bruchdehnung mehr.

Geringe Schwindung ist schön und gut, ist aber mMn nur ein Startwert für den Werkzeugbau (wie mittlerweile auch von petersj angedeutet).

Und, wie viel Festigkeit wird denn benötigt?

So hohe Prozentsätze an Mineral (bestimmte Mineralien ) werden idR. nur benötigt, um z.B. eine thermische Leitfähigkeit oder thermische und elektrische Leitfähigkeit zu erreichen. Klar kann auch die Schwindung reduziert werden. Darunter leiden dann aber die mechanischen Eigenschaften und es ist auch nicht bei jedem Polymer möglich die Schwindung auf das gewünschte Maß (<0,2%) zu reduzieren. Dann spielen auch noch die chemisch zu erreichenden Eigenschaften der Polymere eine Rolle.

Sowohl chemisch, thermisch als auch mechanisch muss das Material (fast) nichts können, weil es in einem späteren Prozessschritt komplett mit einem PPS-GF umspritzt wird.
Es dient quasi nur als elektrisches Isolationsmaterial und in bestimmten Bereichen als vorübergehende Montagehilfe (hierfür wird eine sehr hohe Präzision benötigt und daher der Gedanke mit der geringen Schwindung und Verzugsneigung).
Selbst wenn dieses Bauteil beim Schwinden oder Entformen reisst, wäre es vermutlich unkritisch, solange der "Präzisionsteil" intakt ist.
Die Wärmeleitfähigkeit wäre ein zusätzliches Bonbon zur Baugruppenentwärmung.

vielleicht wäre auch Duroplast eine Option ...

Warum spritzt ihr das Teil nicht gleich komplett aus PPS?

Bei einem gut konstruierten Werkzeug kann auf die Schwindung (die bei PPS auch nicht so sehr groß sein muss) entsprechend Rücksicht genommen werden. Und die dielektrischen Eigenschaften von PPS sind sehr gut bezüglich der Isolationsfähigkeit. Deshalb wird es in der Elektrik und Elektronik als Isolationsmaterial sehr gerne eingesetzt. Auch bei komplizierten Geometrien.

Warum also zwei Arbeitsgänge in Kauf nehmen, mit zwei Werkzeugen, zwei Materialien und mindestens zwei Arbeitsgängen und dem Risiko zwei mal Verzug in Kauf nehmen zu müssen? Das ist m.E. verbranntes Geld. Zumal ein gutes hoch gefülltes sonstiges Material preislich nicht wirklich günstig sein kann. Und das muss dann thermisch auch noch einigermaßen zu der PPS-Umhüllung passen. Denn das PPS wird bei gut 300°C oder mehr verarbeitet. Da hilft ein hoch gefülltes niedrig zu verarbeitendes Material nicht weiter.

Hallo Dadada,

Duroplast möchtest Du nicht wirklich. Ich verarbeite Duroplast in der Automobilelektrik. Viel zu lange Zykluszeit und ggf. Nachvernetzen.

petersj hat recht nehmen a besten das gleich PPS wie bei der Umspritzung, wir machen das auch so seit vielen Jahrzehnten..

Mal ganz dumm gedacht:

Man könnte sich auch einen Vorformling aus PPS spritzen und dann wie in einem 2K-Werkzeug mit einer zweiten Schicht umspritzen. Wenn die Genauigkeit dadurch deutlich erhöht werden kann? Das bedeutet aber auch wieder entsprechenden Aufwand.

Oder warum keinen Blecheinleger verwenden?

Ich befürchte allerdings, dass es sich um ein bereits bestehendes Werkzeug handelt und nun mit einem anderen Material gespritzt werden soll als bisher. Die Schwindung kann damit jedoch nicht ausgeglichen werden. Neues Material = neues (oder überarbeitetes) Werkzeug.

Zitat von dadada

Sowohl chemisch, thermisch als auch mechanisch muss das Material (fast) nichts können, weil es in einem späteren Prozessschritt komplett mit einem PPS-GF umspritzt wird.
Es dient quasi nur als elektrisches Isolationsmaterial und in bestimmten Bereichen als vorübergehende Montagehilfe (hierfür wird eine sehr hohe Präzision benötigt und daher der Gedanke mit der geringen Schwindung und Verzugsneigung).
Selbst wenn dieses Bauteil beim Schwinden oder Entformen reisst, wäre es vermutlich unkritisch, solange der "Präzisionsteil" intakt ist.
Die Wärmeleitfähigkeit wäre ein zusätzliches Bonbon zur Baugruppenentwärmung.

wenn die mechanischen Eigenschaften sekundär sind, könnte man ab einer gewissen Wandstärke auch über Materialien nachdenken, die schnell sehr harte Randschichten bilden, sodass das schwinden der plastischen Seele nicht zu Schrumpf und Verzug, sondern bei annähernder Formkonstanz zu Lunkerbildung führt.

Alternativ wäre es mit einer sehr gut ausgeführten Simulation und Auslegung des Werkzeugs (großer Wert auf Temperierung) sicher auch möglich, den Schrumpf und Verzug in die Kavität "negativ" einzukonstruieren, sodass das Werkstück am Ende dann gerade ist.

(Vergleichbar mit dem Biegen von Edel- und Federstahl, der bewusst mehrere Grad überstreckt wird, um nach dem Rückfedern exakt die gewünschte Geometrie zu haben)