Qualitätsmanagement

  • Für ein Unternehmen, das weltweit erfolgreich agiert, gelten höchste Qualitätsmaßstäbe. Wir investieren kontinuierlich in Forschung und Entwicklung, um mit neuen High-Tech-Werkstoffen und Verfahrenstechniken den aktuellsten Anforderungen zu begegnen. So sind wir dem Markt einen entscheidenden Schritt voraus. Strenge CAQ-Richtlinien sichern die einzelnen Prozessschritte vom Rohstoffeingang bis zum Endprodukt. Wir sind hierfür auch nach DIN EN ISO 9001 sowie DIN EN ISO 13485 zertifiziert.
  • Unsere Produkte werden durch Qualitätssicherungsmaßnahmen von der Rohwarenannahme im Wareneingang bis zur Auslieferung der Halbzeuge begleitet und ständigen Kontrollen unterzogen. So können wir Ihnen eine möglichst hohe Produktqualität garantieren und Fehler sowie Reklamationen in weitem Maße vermeiden. In diesem Prozess werden in jedem Arbeitschritt verschiedene Prüfungen durchgeführt. 

  • Anforderungen an ein Qualitätsmanagementsystem für Medizintechnik werden durch die Norm ISO 13485 festgelegt. Diese internationale Norm beschreibt sowohl die Bereitstellung von Medizinprodukten als auch die zugehörigen Dienstleistungen. Primäres Ziel ist die Harmonisierung der für Medizinprodukte zutreffenden gesetzlichen Anforderungen an Qualitätsmanagementsysteme. Ensinger erfüllt damit nicht nur die rechtlichen Rahmenbedingungen, sondern bietet Ihnen durch ein zertifiziertes Qualitätsmanagement zusätzliche Sicherheit.

    Qualitätsmanagementsystem DIN EN ISO 13485:2016 

    Ensinger GmbH hat an den Standorten Nufringen und Cham in vielen Bereichen für die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von thermoplastischen Kunststoffen ein Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 13485:2016 eingeführt. Mit diesem zertifizierten Qualitätsmanagementsystem für die Medizintechnik bietet Ensinger seinen Kunden zusätzliche Sicherheit. 

    Auftragsbezogen und transparent

    Aufgrund der konsequenten Dokumentation während den einzelnen Prozessschritten ist bei Ensinger eine durchgängige Rückverfolgbarkeit in Bezug auf die Produkte und die verwendeten Rohmaterialien Standard. Für Kunststoffe aus dem Ensinger MED- / MT-Standard-Portfolio wird auftragsbezogen eine Erklärungen zu den entsprechenden Konformitäten ausgestellt. Das ermöglicht unseren Kunden eine übersichtliche Rückverfolgbarkeit.

    Zuverlässige Change Notification 

    Für Medical Grade Produkte ist das Bestreben, die Materialien und den Herstellungsprozess möglichst unverändert zu halten. Bei Änderungen gelten im Rahmen des Medical Grade Change Managements hohe Bewertungsstandards und die Kunden werden mit einer Änderungsanzeige (Change Notification) über relevante Veränderungen so früh wie möglich informiert. Der Anspruch ist, trotz notwendiger Anpassungen, immer gleichwertige Produkte zur Verfügung zu stellen. 

    Biokompatible Kunststoffe

    Kunststoffe aus dem Ensinger MED- / MT-Standard-Portfolio werden entsprechend ihrer beabsichtigten Anwendung nach ISO 10993 vorzugsweise am Produkt getestet. Sie erfüllen die in der jeweiligen Prüfung spezifizierten Anforderungen. Die Bewertung der Biokompatibilität kann aber auch ganz kundenindividuell angepasst sein.

    Verpackung

    Die Verpackung für medizintechnische Produkte ist ein wichtiger Aspekt, um das Produkt vor Korrosion, Verschmutzungen und Beschädigung zu schützen. Beim Transport und während der Lagerung bei Ensinger oder beim Kunden sollte das Produkt vor hoher Luftfeuchtigkeit, Staub und Dreck, extremen Temperaturen und direktem Sonnenlicht geschützt werden. Dafür sorgen je nach Kundenwunsch Folien oder Schlauchverpackungen. Sie können flexibel dem Produkt angepasst werden, teilweise sogar geschrumpft oder mehrlagig eingesetzt werden. Das Produkt kann zudem je nach Anforderung gesäubert oder gewaschen werden.

     
  • Die Rückverfolgbarkeit ist für Ensinger ein sehr wichtiges Instrument, um jederzeit die komplette Ablaufkette eines Materials feststellen und zurückverfolgen zu können. Hierfür ist die Methode des „Upstream Tracing“ (aufwärtsgerichtete Rückverfolgung) entscheidend. Beim Upstream Tracing ist es das Ziel, bei etwaigen Problemen mit der Ware die Ursachen und Verursacher rasch und gezielt feststellen zu können. Dies soll gewährleisten, dass Fehlerquellen möglichst schnell ermittelt und behoben werden. Zudem können weitere betroffene Kunden schnellstmöglich informiert und vor Schäden bewahrt werden.
    Aus diesem Grund stellt Ensinger Bescheinigungen nur auftragsbezogen aus.

Qualitätssicherung

  • Das Produktportfolio von Ensinger enthält Materialien mit verschiedenen Erklärungen, die unter anderem folgende Bereiche umfassen:

    • Lebensmittelkontakt (nach FDA, BfR, 1935/2004/EG, 10/2011/EG, 3A SSI)
    • Biokompatibilität (nach ISO 10993, USP Class VI)
    • Trinkwasserkontakt (u.a. KTW, WRAS, NSF61)
    • Brennbarkeit (u.a. UL94, BAM)
    • sowie weitere teils spezielle Anforderungen

    Je nach Material bieten wir unseren Kunden an, zu den Werkstoffen aus unserem Lieferprogramm die aufgeführten Bestätigungen auszustellen. Diese werden bei Ensinger zum Zweck der lückenlosen Rückverfolgbarkeit immer nur in direkter Verbindung zu einem Auftrag und dem ausgelieferten Material ausgestellt. 

  • Die Halbzeuge von Ensinger für die Lebensmittelindustrie werden gemäß den Anforderungen der folgenden europäischen Verordnungen bezüglich der Konformität für Lebensmittelkontakt hergestellt:

    • Richtlinie (EG) Nr. 1935/2004
    • Richtlinie (EG) Nr. 2023/2006
    • Richtlinie (EU) Nr. 10/2011

    Zusätzlich zur Verordnung (EU) Nr. 10/2011, die in ganz Europa gilt, erfüllen Produkte von Ensinger weitere spezielle Richtlinien, u. a. die FDA-Zulassung für Rohstoffe und die Empfehlungen für die Eignung von Kunststoffen für den Kontakt mit Lebensmitteln, die vom Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) herausgegeben wurden. Eine Erklärung über die Eignung wird bei Bestätigung der Werkstofflisten von der technischen Abteilung von Ensinger bereitgestellt

  • Die von Ensinger hergestellten Produkte für die Lebensmittelindustrie entsprechen den geltenden Richtlinien der FDA-Zulassung für Rohstoffe.

    • Mehr über FDA

    Ensinger stellt Bescheinigungen für die Einhaltung der FDA-Anforderungen für Halbzeuge aus, die dem wiederholten Kontakt mit Lebensmitteln ausgesetzt werden. Eine Erklärung über die Eignung wird bei Bestätigung der Werkstofflisten von der technischen Abteilung von Ensinger bereitgestellt.

    Spezielle Produkte, deren Rohstoff-Compliance sich auf andere internationale Standards bezieht, sind auf Nachfrage verfügbar. Dazu gehören u. a.:

    • NSF/ANSI Standard 51 "Food Equipment Materials"
    • 20-25 3-A Sanitary Standard
  • Trinkwasser fällt nicht in den Geltungsbereich der Richtlinie für die Lebensmittelfertigung, wird jedoch gemäß spezieller Verordnungen überwacht, die noch nicht auf internationaler Ebene harmonisiert wurden.

    Da Trinkwasser häufig in der Zubereitung von Lebensmitteln (entweder als Produktionskomponente oder für die Reinigung) zur Anwendung kommt, werden Halbzeuge von Ensinger mit Rohstoff-Compliance in Bezug auf die folgenden speziellen Richtlinien geliefert:

    • Deutschland - Kunststoffe in Kontakt mit Trinkwasser (KTW)
    • Großbritannien - WRAS (Water Regulations Advisory Scheme)
    • USA - NSF 61 (National Sanitation Foundation)

    Die landesspezifischen Testspezifikationen sind nicht übertragbar und müssen in jedem Fall individuell geprüft werden. Die damit verbundenen Erklärungen sind jedoch hinsichtlich ihrer Eignung für spezielle Anwendungsbedingungen von Trinkwasser vergleichbar. Diese sind mit KTW, WRAS und NSF 61 vergleichbar und werden in drei Kategorien unterteilt: kaltes Wasser (z. B. bis 23 °C), warmes Wasser (z. B. bis 60 °C) und heißes Wasser (z. B. bis 85 °C).

    Wie bei der Frage der Eignung für den Lebensmittelkontakt müssen Rohstoffe, die mit Trinkwasser in Kontakt kommen, geeignete Migrationstests bestehen. Rohstoffhersteller müssen diese Migrationstests generell für die Qualifizierung geeigneter Werkstoffe durchführen und selbst entscheiden, nach welchen regionalen Verordnungen diese Tests durchgeführt werden.

  • Ensinger bietet unterschiedliche biokompatible Materialien für verschiedene medizinische Anwendungen an. In unserem Produktportfolio finden Sie biokompatible Werkstoffe mit unterschiedlichen Sterilisationsfähigkeiten für medizinische Geräte bis hin zu Kurzzeitimplantationswerkstoffen.

    Die Biokompatibilität medizinischer Werkstoffe und Produkte wird zertifiziert gemäß: 

    • ISO 10993 
    • USP class VI

    Mehr zum Thema Biokompatibilität und unseren Lösungen erfahren Sie hier.

  • Das Ensinger Produktportfolio beinhaltet Kunststoffe mit speziellem Brandverhalten, welche entsprechend getestet wurde.

    Brennbarkeitsprüfungen nach UL94 werden meist an Rohwaren durchgeführt. Neben der Prüfung nach den Vorgaben der UL oder bei einem UL-akkreditierten Labor kann eine Listung (mit sogenannten Yellow Cards) bei der UL selbst erfolgen. Es muss deshalb unterschieden werden zwischen Werkstoffen, die eine UL-Listung aufweisen und Materialien, die nur den Anforderungen der jeweiligen UL-Klassifizierungen entsprechen (ohne Listung). Wenn Materialien mit Listung gefordert sind, kontaktieren Sie bitte unseren Vertrieb bevor Sie eine Bestellung aufgeben, da es sein kann, dass hierfür eine entsprechende Rohware eingesetzt werden muss. 

    Neben der Flammschutzklassifizierung nach UL94 existieren branchenspezifisch viele weitere Prüfungen bezüglich des Brandverhaltens von Kunststoffen. 

    • Die DIN 5510-2 war eine typische Brandprüfvorschrift für deutsche Bahnkomponenten und wurde Ende 2016 endgültig durch die bereits parallel gültige europäische Norm EN 45545 über Anforderungen an das Brandverhalten von Werkstoffen und Bauteilen für Bahnkomponenten abgelöst.
    • FAR 25.853 ist eine typische Spezifikation für Brandtests für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. 
      Zusätzlich zur reinen Brennbarkeit (unter Verwendung des vertikalen Tests) beinhalten die Standards zudem Tests zur Bestimmung der Rauchdichte und -giftigkeit unter dem Einfluss von Strahlungswärme und Flammen.
  • Ensinger bietet spezielle Halbzeuge, die in überaus anspruchsvollen Öl- und Gasanwendungen zur Anwendung kommen können und EN ISO 23936-1:2009 sowie NORSOK M-710, Edition 3, entsprechen. Diese Tests wurden im britischen Element Materials Technology Laboratory durchgeführt. Bei der Auswahl der Testbedingungen wurden beide Standards (EN ISO 23936-1 und NORSOK M-710, Ed. 3) berücksichtigt. Eine Erklärung über die Eignung wird bei Bestätigung der Werkstofflisten von der technischen Abteilung von Ensinger bereitgestellt. 

    • EN ISO 23936 - 1EN ISO 23936 - 1
    • NORSOK standard M-710, Edition 3

    In beiden Normen werden Tests zur Qualitätskontrolle gefordert, u. a. für die spezifische Dichte, Härte, Zugeigenschaften und Ausdehnung, sowie auch Testverfahren für die Chemikalienbeständigkeit, die bei der Qualifizierung von Thermoplasten zum Einsatz kommen, die Flüssigkeiten unter hohen Druckkräften und Temperaturen über einen längeren Zeitraum ausgesetzt werden.

    Zwischen EN ISO 23936-1 und NORSOK M-710 bestehen hinsichtlich der Bewertung von Thermoplasten in Bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegen saure Flüssigkeiten keine erheblichen Unterschiede. Der wichtigste praktische Unterschied ist, dass die Anforderungen an Druck, Temperatur und Konzentration der sauren Flüssigkeit in der ISO strenger sind als in NORSOK M-710. Daher sind Tests unter Berücksichtigung der Bedingungen in EN ISO 23936-1 auch für die Einhaltung der Anforderungen der NORSOK M-710 relevant. 

  • Für aus Kunststoff gefertigte Halbzeuge gelten keine luftfahrtspezifischen gesetzlichen Anforderungen, die sich direkt auf Subunternehmer von Unternehmen mit Zulassung für die Luftfahrt auswirken. Fertigungsunternehmen können auf verschiedene nationale und internationale Standards und Normen zurückgreifen, die sie in Zusammenarbeit mit Lieferanten anwenden können. Wenn die Spezifikationen in den Standards nicht den Anforderungen des Herstellers entsprechen, werden häufig zusätzliche individuelle Spezifikationen hinzugefügt.

    Als Hersteller von Halbzeugen kann Ensinger die geforderten Spezifikationen erfüllen und ist zudem mit den üblichen Verfahren und Prozessen für die Produktqualifizierung und Auftragsverarbeitung im Luftfahrtsektor vertraut. Ein internes Vertriebsteam, das auf den Bereich Luftfahrt spezialisiert ist, und eine effiziente Abteilung für das Compliance-Management achten darauf, dass Ensinger immer Halbzeuge liefert, die den Anforderungen der Kunden entsprechen und zudem folgende europäische Standards erfüllen:

    • Materialdatenblätter (z. B. WL 5.2206.3)
    • Standards für die Luftfahrt (z. B. LN 9388)

    Halbzeuge von Ensinger erfüllen zudem die geläufigsten internationalen Standards, zum Beispiel:

    • ASTM (USA)
    • Mil Spec (Militärspezifikation/USA)
    • LP (USA – nationale Spezifikation)
    • FAR 25.853
    • UL 94 -V0
    • ESA ECSS-Q-70-02
  • Ensinger verfügt in seinen eigenen Laboren über Möglichkeiten zur Feststellung der Werkstoffeigenschaften. In der Tabelle unten finden Sie eine Übersicht möglicher Tests, die auch im Rahmen eines Arbeitstestzertifikats 3.1 gemäß DIN EN ISO 10204 durchgeführt werden können.
    Wir arbeiten zudem mit verschiedenen externen Testeinrichtungen zusammen, mit denen wir zusätzliche und komplexere Tests in verschiedenen Bereichen durchführen können.

  • Die Europäische Norm EN 10204 legt verschiedene Arten von Prüfdokumenten fest, die dem Besteller in Übereinstimmung mit den Vereinbarungen bei der Bestellung für die Lieferung zur Verfügung gestellt werden können.
    Diese Norm ergänzt andere Normen, die die allgemeinen technischen Lieferbedingungen definieren.
    Wir können Ihnen die folgenden Arten von Prüfbescheinigungen gemäß EN 10204 zur Verfügung stellen.
  • Die Halbzeug-Sparte von Ensinger ist hierbei ein sogenannter nachgeschalteter Anwender, da dieser Geschäftsbereich keine registrierungspflichtigen Zubereitungen (wie Compounds) oder Substanzen (Chemikalien) herstellt und vertreibt, sondern sogenannte „Erzeugnisse“. Ensinger ist damit von Informationen der Rohwarenlieferanten abhängig. Nachgeschaltete Anwender wie die Halbzeug-Sparte sind nicht verpflichtet, der REACH-Verordnung entsprechende Prüfungen durchzuführen oder Produkte zu registrieren.

PRODUkT HANDhabung

  • Für die Lagerung von Halbzeugen gelten folgende allgemeine Regeln:

    • Sie sollten immer flach oder auf einer geeigneten Halterung (bei Rundstäben und Hohlstäben) und mit dem größtmöglichen Oberflächenkontakt gelagert werden, um Verformungen zu vermeiden, die durch ihr eigenes Gewicht oder durch Wärmeeinwirkung verursacht werden.
    • Wenn möglich sollten Halbzeuge in geschlossenen Räumen unter normalen Klimabedingungen gelagert werden (23 °C/50 % relative Luftfeuchtigkeit).
    • Die Lagerung und Handhabung sollten so erfolgen, dass Werkstoffbezeichnungen und Produktnummern (Chargennummern) auf den Halbzeugen klar erkennbar sind und verwaltet werden können. So können die Produkte eindeutig identifiziert und eine Rückverfolgbarkeit sichergestellt werden.
  • Bei der Lagerung und Handhabung von Kunststoffen sollten mehrere Faktoren vermieden werden:

    • Die Witterung kann sich auf die Eigenschaften von Kunststoffen auswirken. Sonneneinstrahlung (UV-Strahlung), Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft (Niederschlag, Luftfeuchtigkeit) können dauerhaft negative Auswirkungen auf Werkstoffeigenschaften haben.
    • Halbzeuge sollten nicht über einen längeren Zeitraum direktem Sonnenlicht oder der Witterung ausgesetzt werden.
    • Kunststoffe sollten nicht über einen längeren Zeitraum niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden. Insbesondere sollten erhebliche Temperaturschwankungen vermieden werden.
    • Wenn Produkte unter kalten Bedingungen gelagert werden, sollten sie sich vor der Bearbeitung über einen ausreichend langen Zeitraum an die Raumtemperatur anpassen können.
    • Die Produkte sollten keinen harten Schlägen ausgesetzt, geworfen oder fallen gelassen werden, da es dadurch zu Rissen und Brüchen kommen kann.
    • Sofern möglich, sollten sie keiner energiereichen Strahlung (z. B. Gamma- oder Röntgenstrahlung) ausgesetzt werden, da durch die Zerstörung von Molekülen mikrostrukturelle Schäden entstehen können.
    • Halbzeuge aus Kunststoff sollten von Chemikalien und Wasser ferngehalten werden, um mögliche chemischen Angriffe oder die Aufnahme von Feuchtigkeit zu vermeiden.
    • Kunststoffe sollten nicht mit anderen brennbaren Substanzen gelagert werden
  • Vor Witterungseinflüssen sollten speziell folgende Werkstoffe geschützt werden:

    Alle Varianten sollten generell geschützt werden:

    • TECAPEEK (PEEK)
    • TECATRON (PPS)
    • TECASON P (PPSU)
    • TECASON S (PSU)
    • TECASON E (PES)
    • TECARAN ABS (ABS)

    Varianten die nicht schwarz eingefärbte sind sollten geschützt werden:

    • TECAFORM AH, AD (POM-C, POM-H)
    • TECAPET (PET)
    • TECAMID 6, 66, 11, 12, 46 (PA 6, 66, 11, 12, 46)
    • TECAST (PA 6 C)
    • TECAFINE (PE, PP)
  • Vom Kunststoff selbst gehen beim sachgerechten Lagern keine Brandgefahren aus. Die Lagerung sollte jedoch nicht gemeinsam mit anderen brennbaren Substanzen erfolgen. 

    Kunststoffe sind organische Werkstoffe und dementsprechend brennbar. Die Verbrennungs- bzw. Zersetzungsprodukte können toxisch bzw. korrosiv wirken. 

  • Es ist nicht möglich eine maximale Lagerdauer festzulegen, da dies stark von Material, den Lagerbedingungen und äußeren Einflüssen abhängt.
  • Kunststoff-Abfälle und Späne können über professionelle Recyclingbetriebe für die Wiederaufbereitung entsorgt werden. Es ist auch möglich, die Abfälle einer thermischen Verwertung zur Energiegewinnung bei einem Betreiber einer geeigneten Verbrennungsanlage mit Abgasreinigung zuzuführen. Das trifft insbesondere beim Anfall von stark verunreinigten Kunststoffabfällen, wie z.B. verölten Spänen, zu.
  • Die folgenden Reinigungsmethoden eignen sich besonders für die Reinigung von Kunststoffen:

    • Anwendung nasser Chemikalien:
      • Auch geeignet für Komponenten mit extrem komplexen Geometrien
      • Für die meisten Kunststoffe anwendbar
      • Keine abrasiven Auswirkungen auf Komponenten
      • Vorsicht bei Werkstoffen, die Feuchtigkeit aufnehmen (PH) - aufgrund von Toleranzen
      • Vorsicht bei Werkstoffen, die anfällig für Spannungsrisse sind (amorphe Werkstoffe), z. B. PC, PSU, PPSU usw.
    • Mechanische Prozesse:
      • Primär geeignet für die grobe Reinigung von Kunststoffen (Bürsten, Wischen usw.)
      • Vorsicht bei weichen Kunststoffen, da die Oberfläche beschädigt werden kann (durch Kratzer)
    • CO2-Schnee - Trockeneisstrahlung:
      • Sehr gut geeignet, da abgestrahlte Werkstoffe faktisch keinen Schäden oder Beeinflussungen ausgesetzt werden
      • Hierbei handelt es sich um einen trockenen und nicht aggressiven Prozess, der zudem keine Wärmeübertragung auf die Komponente beinhaltet.
      • Ideal für weiche Werkstoffe und Werkstoffe mit einer hohen Feuchteaufnahme (PTFE, PA usw.)
    • Plasmamethode:
      • Geeignet für Komponenten mit extrem komplexen Geometrien
      • Hat eine Aktivierungswirkung auf die Oberfläche des Kunststoffs
      • Keine abrasive Auswirkung auf die Oberfläche
      • Keine Feuchtigkeit im System
  • Die Auswahl des Reinigungsprozesses ist abhängig von:

    • Der Geometrie der Komponente (Schüttgut, Einzelteil, schaufelbar, funktionale Oberfläche)
    • Werkstoff der Komponente (Kunststoff)
    • Anforderungen (grobe Reinigung, Reinigung, präzise Reinigung, stark präzise Reinigung)
  • Die maximale Restverunreinigung, die in Komponenten für die Lebensmittelindustrie und Medizintechnik vorhanden sein darf, wurde nicht definiert. Da keine Vorgaben für die Reinheit bestehen, müssen einzelne Hersteller ihre eigenen Grenzwerte für zulässige Verunreinigungen vorgeben/definieren. In den FDA- und EU-Richtlinien sind Leitlinien und Vorschriften für die Migration von Substanzen auf Produkte enthalten, jedoch keine Anforderungen an die Reinheit von Oberflächen.

    Die Lösung lautet:

    Halbzeuge von Ensinger:

    • Die Biokompatibilität von Halbzeugen für die Medizintechnik wird getestet. Aus den Tests lassen sich Erklärungen hinsichtlich der Eignung für den Körperkontakt ableiten.
    • Bei Halbzeugen für den Lebensmittelkontakt wird das Migrationsverhalten bestimmter Werkstoffe getestet
    • Kühlende Schmiermittel, die den Lebensmittelverordnungen entsprechen, werden beim Schleifen angewendet.
    • Ensinger arbeitet unter Einhaltung der Vorschriften für die gute Herstellungspraxis für den Lebensmittelsektor.


    Definition von Grenzwerten für die zulässige Reinheit in Abstimmung mit dem Kunden

  • Das Kunststoffschweißen, das Fügen zweier Thermoplaste, ist eine gängige und weit entwickelte Verbindungstechnik für Kunststoffe. Es stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, die entweder berührungslos (Heizelement-, Ultraschall-, Laser-, Infrarot-, Gaskonvektionsschweißen) oder über Kontakt (Reib-, Vibrationsschweißen) arbeiten. Je nach Verfahren sind in der Konstruktionsphase entsprechende Gestaltungsrichtlinien zu beachten, um eine optimale Verbindung zu gewährleisten. Bei Hochtemperaturkunststoffen ist zu beachten, dass recht hohe Energiebeträge zur Plastifizierung des Materials einzubringen sind. Aus diesen Vorgaben (Formteilgeometrie und Größe, Material) leitet sich das zu verwendende Schweißverfahren ab. Gängige Schweißverfahren für die Verarbeitung von Kunststoffen sind:

    • Heizelementschweißen
    • Infrarotschweißen
    • Gas-Konvektionsschweißen
    • Reibschweißen
    • Laserschweißen
    • Ultraschallschweißen
    • Wärmekontaktschweißen
    • Hochfrequenzschweißen
  • Entscheidend für eine gute Klebeverbindung sind:

    • Werkstoffeigenschaften
    • Klebstoff
    • Klebeschicht
    • Oberfläche (Vorbehandlung)
    • Geometrische Gestaltung der Klebefuge
    • Anwendungs- und Beanspruchungsbedingungen

    Zur Erhöhung der Festigkeit einer Klebeverbindung wird bei Kunststoffen eine Vorbehandlung der Oberflächen empfohlen, um die Oberflächenaktivität zu erhöhen.

    • Cleaning and degreasing the material surface
    • Reinigen und Entfetten der Werkstoffoberfläche
    • Mechanische Oberflächenvergrößerung durch Anschleifen oder Sandstrahlen (besonders empfehlenswert)
    • Physikalische Aktivierung der Oberfläche durch Flamm-, Plasma- oder Koronabehandlung
    • Chemisches Ätzen zur Bildung einer definierten Grenzschicht
    • Primer-Auftragen

    Beim Verkleben von Kunststoffen sollten Spannungsspitzen vermieden und eine Belastung der Klebestelle auf Druck, Zug oder Scherung bevorzugt werden. Biege-, Schäl- oder Spaltbeanspruchungen sind zu vermeiden. Gegebenenfalls sollte die Konstruktion entsprechend angepasst werden, um die Klebeverbindung so auszulegen, dass geeignete Beanspruchungen auftreten.

  • Die chemische Verbindung (Verklebung) von Komponenten bietet verschiedene Vorteile im Vergleich zu anderen Verbindungsmethoden:

    • Gleichmäßige Verteilung der Belastung
    • Keine Beschädigung der Materialien
    • Kein Verziehen der verbundenen Teile
    • Mögliche Verbindung verschiedener Materialkombinationen
    • Gleichzeitige Versiegelung der Klebestelle
    • Geringere Anzahl erforderlicher Komponenten

Zerspanungsrichtlinien für Kunststoffhalbzeuge

  • Für die spanabhebende Bearbeitung von Kunststoffen können handelsübliche Maschinen aus der Holz- und Metallverarbeitung mit Werkzeugen aus Voll-Hartmetall (VHM) eingesetzt werden.

    Werkzeuge mit Werkzeugschneidwinkel wie bei der Aluminiumverarbeitung sind grundsätzlich geeignet, jedoch empfiehlt sich der Einsatz spezieller Kunstoffwerkzeuge mit einem spitzeren Keilwinkel.

    Für die Bearbeitung von verstärkten Kunststoffen sowie der Langbearbeitung sollten aufgrund der niedrigen Standzeiten keine Hartmetall-Werkzeuge verwendet werden. Hier empfiehlt sich der Einsatz von Wolframcarbid-, Keramik- oder Diamantwerkzeugen. Analog sind für das Zuschneiden der Kunststoffe mit Kreissägen hartmetallbestückte Sägeblätter ideal.

    Aus diesem Grund sollten nur ordnungsgemäß geschärfte Werkzeuge verwendet werden. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen muss dafür gesorgt werden, dass eine gute Wärmeableitung erfolgt. Die beste Form der Kühlung ist die Wärmeableitung über die produzierten Chips.

    Empfehlungen:

    • Einsatz kunststoffspezifischer Werkzeuge 
    • Geeignete Schneidgeometrie 
    • Sehr gut geschärfte Werkzeuge
  • Bei diesem Extrusionsprozess werden die Werkstoffe aufgeschmolzen und über eine Förderschnecke im Zylinder verdichtet und homogenisiert. Durch den entstehenden Druck im Zylinder wird – über ein entsprechendes Werkzeug – Halbzeug in Form von Platten, Rundstäben und Hohlstäben ausgetragen und über ein Kühlsystem kalibriert.

    Auswirkungen der Extrusionstechnologie:

    • Innere Spannungen 
    • Faserorientierung (falls vorhanden)

    Ensinger bietet ein breites Produktportfolio an Halbzeugen an, welche sich optimal durch Zerspanung bearbeiten lassen.

    Innere Spannungen:

    Der im Extrusionsprozess entstehende Druck bewirkt eine Scher- und Fließbewegung der Kunststoffschmelze. Das über das Werkzeug ausgetragene Halbzeug kühlt von der Randschicht zum Zentrum langsam ab. Durch die schlechte Wärmeleitung von Kunststoffen ergibt sich eine unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeit. Während die Randbereiche bereits erstarrt sind, liegt im Zentrum noch plastischer bzw. schmelzeflüssiger Kunststoff vor. Kunststoffe unterliegen einem materialtypischen Schwindungsverhalten. Während der Abkühlphase wird das plastische Zentrum durch die erstarrte Randschicht am Schwinden gehindert.

    Auswirkungen des technologischen Prozesses :

    • Innere Spannungen im Zentrum 
    • Halbzeuge sind schwer zerspanbar 
      • Hohe Gefahr von Rissen und Ausbrüchen

     

    Lösungsmöglichkeit:

    • Materialspezifisches Tempern / Zwischentempern zur Minimierung der Spannungen
  • Die Dimensionsstabilität ist als Systemkenngröße in jedem Prozessschritt zu berücksichtigen. Es treten verschiedene Ursachen auf, die die Maßhaltigkeit eines Bauteils beeinflussen können.

    Feuchteaufnahme:

    • Kunststoffe mit geringer Feuchteaufnahme sind im Allgemeinen sehr dimensionstabil. Beispiele: TECAFORM AH/AD, TECAPET, TECATRON, TECAPEEK
    • Kunststoffe mit hoher Feuchteaufnahme zeigen einen merklichen Einfluss auf die Dimensionsstabilität Beispiele: TECAMID, TECAST. Feuchteaufnahme / -abgabe führt zum Quellen oder Schrumpfen des Materials. Konditionierung vor der Bearbeitung ist eventuell empfehlenswert

    Spannungsrelaxation:

    • Dimensionsstabiles Fertigteil: Innere oder „eingefrorene“ Spannungen wirken sich teilweise nicht oder nur gering auf die Maßhaltigkeit des Fertigteils während der Bearbeitung bei Raumtemperatur aus. 

    • Dimensionsänderung: Bei Lagerung oder im Einsatz können sich die „eingefrorenen“ Spannungen abbauen. 

    • Besonders kritisch ist der Einsatz des Bauteils bei erhöhten Temperaturen, da sich Spannungen schlagartig abbauen können. Außerdem können Verformungen, Verzug oder schlimmstenfalls Spannungsrisse während des Fertigteileinsatzes entstehen.

    Wärmeeintrag:

    • Kritisch sind alle Prozesse, bei denen Wärme im Material entsteht. Beispiel: Tempern, Zerspanen, Einsatz bei höheren Temperaturen, Sterilisation
    • Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur bewirken eine Gefügeveränderung und somit nach dem erneuten Abkühlen ein Nachschwinden.
      • Schwindung und Verzug zeigen sich besonders bei asymmetrischen Bauteilgeometrien
      • Teilkristalline Thermoplaste zeigen hohe Nachschwindung (bis zu ~1,0–2,5%) und sind kritischer bezüglich Verzug
      • Amorphe Thermoplaste zeigen geringeres Nachschwindungsverhalten (~0,3–0,7%) und sind dimensionsstabiler als teilkristalline Thermoplaste
    • Vielfach höhere Wärmeausdehnung (im Vergleich zu Metall) muss beachtet werden

    Empfehlungen zur Bearbeitung:

    • Auf gute Wärmeabfuhr achten, um lokale Erwärmungen zu vermeiden
    • Bei hohen Zerspanungsvolumina kann es sich empfehlen, einen Zwischentemperschritt durchzuführen, um Spannungen zu reduzieren
    • Kunststoffe erfordern eine größere Fertigungstoleranz als Metalle
    • Es sollten keine zu hohen Spannkräfte angelegt werden, um eine Verformung zu vermeiden
    • Vor allem bei faserverstärken Werkstoffen muss auf die Lage des Bauteils im Halbzeug geachtet werden (Extrusionsrichtung beachten)
    • Beim Zerspanen sollte ein bauteiloptimiertes Vorgehe gewählt werden
  • Bei technischen Kunststoffen geht der Trend zum Trockenzerspanen. Da auf diesem Gebiet mittlerweile umfassende Erfahrungen vorliegen, kann auf den Einsatz von Kühlschmiermitteln häufig verzichtet werden. Ausnahmen für thermoplastische Zerspanungsvorgänge sind:

    • Tiefe Bohrungen
    • Gewindeschneiden
    • Sägen bei verstärkten Werkstoffen

    Es ist jedoch durch die Verwendung einer gekühlten Schneidfläche möglich, die Oberflächenqualitäten und Toleranzen der Kunststoffteile zu verbessern sowie höhere Vorschübe und damit geringere Laufzeiten zu erzielen.

    Zerspanung mit Kühlung

    Soll gekühlt werden, empfiehlt sich

    • Kühlung über den Span
    • Verwendung von Pressluft
      • Vorteil: Kühlung und gleichzeitig Entfernung des Spans aus dem Arbeitsbereich
    • Einsatz von wasserlöslichen Kühlschmiermitteln
    • Handelsübliche Bohremulsionen und Schneidöle sind ebenfalls möglich
      • Aufbringung durch Sprühnebel und Druckluft sind sehr effektive Methoden

    Zerspanung amorpher Kunststoffe

    • Vermeidung von Kühlschmiermitteleinsatz
      • Werkstoffe sind anfällig für Spannungsrisse
    • Wenn Kühlung zwingend:
      • Teile anschließend sofort mit Isopropanol oder reinem Wasser vom Kühlschmiermittel befreien
      • Geeignete Kühlschmiermittel verwenden
    • Reines Wasser
    • Druckluft
    • Spezielle Schmiermittel: Informationen zu geeigneten Schmiermitteln erhalten Sie von Ihren Kühlschmiermittellieferanten

    Vorteile des Trockenzerspanens

    • Keine Medienreste auf dem Bauteil
      • Vorteilhaft für Bauteile in der Medizintechnik oder im Lebensmittelbereich (keine Migration)
      • Einfluss des Kühlschmiermittels auf den Werkstoff kann ausgeschlossen werden (Quellung, Dimensionsänderung, Spannungsrisse,…)
    • Keine Wechselwirkung mit dem Werkstoff
    • Fehleinschätzung/ -behandlung durch Zerspaner wird ausgeschlossen

    Achtung

    • Auch und gerade beim Trockenzerspanen ist Kühlung bzw. eine gute Wärmeabfuhr unerlässlich!
  • Größentechnisch präzise Teile können nur aus spannungsgeglühten Halbzeugen hergestellt werden. Anderenfalls führt die bei der Bearbeitung erzeugte Wärme zwangsläufig zur Freisetzung von Verarbeitungsspannungen und zum Verzug der Komponente.

    Halbzeuge von Ensinger werden immer und grundsätzlich einem speziellen Glühprozess nach der Produktion ausgesetzt, um die bei der Fertigung entstehende interne Spannung zu reduzieren. Das Tempern erfolgt in einem speziellen Ofen mit Luftzirkulation, kann jedoch auch in einem Ofen mit Stickstoffzirkulation oder in einem Bad durchgeführt werden. 

    Der Vorgang des Temperns ist eine Wärmebehandlung von Halbzeugen, Form- oder Fertigteilen. Die Produkte werden langsam und gleichmäßig auf ein werkstoffspezifisch definiertes Temperaturniveau erwärmt. Darauf folgt eine materialdickenabhängige Haltezeit, um das Formteil voll durchzuwärmen. Anschließend muss das Material wieder langsam und gleichmäßig auf Raumtemperatur abgekühlt werden.

    • Restspannungen, die während des Herstell- oder Verarbeitungsprozesses entstanden sind, lassen sich durch Tempern weitgehend reduzieren 
    • Kristallinität der Werkstoffe erhöhen 
    • Mechanische Werkstoffkennwerte optimieren 
    • Ausbildung einer gleichmäßigen kristallinen Struktur in den Werkstoffen
    • Teilweise Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit
    • Reduktion von Verzugsneigung und Maßänderungen (während oder nach der Verarbeitung)
    • Nachhaltige Verbesserung der Dimensionsstabilität
  • Beim Zwischentempern kann es sinnvoll sein, kritische Bauteile bei der Bearbeitung einem Zwischentemperschritt zu unterziehen. Dies gilt vor allem:

    • Falls enge Toleranzen gefordert sind 
    • Falls aufgrund der Form (Asymmetrie, Verengungen der Querschnitte, Taschen oder Nuten) stark zu Verzug neigende Bauteile gefertigt werden müssen
    • Bei faserverstärkten/gefüllten Werkstoffen (Faserorientierung kann Verzug verstärken)
      • Bearbeitungsprozess kann dazu führen, dass weitere, erhöhte Spannungen in das Bauteil gebracht werden
    • Bei Verwendung stumpfer oder ungeeigneter Werkzeuge: 
      • Auslöser von Spannungen 
    • Bei übermäßigem Wärmeeintrag in das Bauteil – erzeugt durch ungeeignete Geschwindigkeiten und Vorschubraten
    • Bei hohem Zerspanvolumen – vor allem bei einseitiger Bearbeitung

    Durch einen Zwischentemperschritt können diese Spannungen sowie die Gefahr des Verzugs reduziert werden. Dabei sollte zur Einhaltung der benötigten Abmessungen und Toleranzen beachtet werden: 

    • Bauteile vor dem Zwischentemperschritt zuerst mit Aufmaß grob vorbearbeiten (Schruppen), denn Tempern kann zu einem gewissen Schrumpfen der Bauteile führen
    • Erst nach dem Tempern sollte die Enddimensionierung des Teiles erfolgen
    • Bauteil während des Zwischentemperschrittes gut stützen umso ein Verzug während des Temperns zu vermeiden
  • Eine Wärmebehandlung von Kunststoffen hat immer direkte Auswirkungen. Wärme wird eingebracht durch: 

    • Tempern 
    • Zerspanungsprozess (Friktionswärme) 
    • Einsatz (Gebrauchstemperatur, Heißdampfsterilisation)

    Teilkristalline Kunststoffe 

    • Temperprozess führt zu ausgeglichenen Werkstoffeigenschaften: Erhöhung der Kristallinität. Optimierung der mechanischen Eigenschaften. Verbesserung der Dimensionsstabilität. Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit
    • Zerspanung kann zu örtlichen Überhitzungen durch Friktionswärme führen und somit zu Gefügeveränderung  und Nachschwindungen
    • Besonders kritisch ist hierbei TECAFORM: Unsachgemäße Zerspanung kann zu starker Deformation bzw. Verzug des Bauteils führen.

    Amorphe Kunststoffe

    • Sind weniger kritisch in Bezug auf ihre Nachschwindung und Verzug
  • Kunststoffe können sowohl mit einer Band- als auch mit einer Kreissäge zertrennt werden. Die Auswahl richtet sich hierbei nach der Form des Halbzeuges. Generell ist bei der Bearbeitung von Kunststoffen eine Erhitzung des Werkzeugs und damit die Schädigung des Kunststoffes die größte Gefahr. Deshalb muss für jede Form und jedes Material das geeignete Sägeblatt verwendet werden.

    Bandsägen:

    • Eignen sich besonders für den Zuschnitt von Rundund Hohlstäben 
    • Es empfiehlt sich der Einsatz von Auflagekeilen 
    • Es müssen scharfe und ausreichend geschränkte Sägeblätter eingesetzt werden:
      • Gute Spanabfuhr 
      • Vermeidung hoher Reibung zwischen Sägeblatt und Material sowie übermäßiger Wärmestaus
      • Verhindert Hemmung des Sägeblattes

    Vorteile: 

    • Beim Sägen entstehende Wärme wird durch das lange Sägeblatt gut abgeführt 
    • Bandsägen sind sehr vielseitig für gerade, kontinuierliche oder unregelmäßige Schnitte einsetzbar 
    • Führt zu guter Schneidkantenqualität

    Kreissägen:

    • Hauptsächlich für den Zuschnitt von Platten mit geraden Schnittkanten geeignet 
    • Tischkreissägen sind bei adäquatem Antrieb für gerade Schnitte von Platten mit Dicken bis zu 100mm einsetzbar
    • Sägeblätter sollten aus Hartmetall bestehen 
    • Verwendung eines ausreichend hohen Vorschubs sowie einer ausreichenden Schränkung: 
      • führt zu guter Spanabfuhr 
      • verhindert ein Klemmen des Sägeblattes 
      • vermeidet Überhitzungen des Kunststoffs im Sägeschnitt 
      • führt zu guter Schneidkantenqualität 

    Empfehlungen:

    • Verwendung einer entsprechenden Spannvorrichtung:
      • Vermeidung von Vibrationen und daraus resultierenden unsauberen Schnittkanten, die bis hin zum Bruch führen können 
    • Warm sägen von hochfesten und faserverstärkten Werkstoffen (Vorwärmen auf 80 – 120°C) 
    • Wolframcarbid-Sägeblätter sind verschleißfest und bieten eine optimale Oberflächengüte
  • Kunststoffe können auf handelsüblichen Drehbänken verarbeitet werden. Für optimale Ergebnisse sollten jedoch kunststoffspezifische Werkzeuge eingesetzt werden.

    Werkzeuge:          

    • Werkzeuge mit kleinen Schneidenradien verwenden 
    • Breitschlichtschneide bei hohen Qualitätsanforderungen 
    • Spezielle Meißelgeometrie zum Abstechen 
    • Messerähnlich geschnittene Werkzeuge bei flexiblen Werkstücken 
    • Wendeschneidplatte mit günstigen Geometrien
    • Geschliffene Umfänge und polierte Oberflächen

    Vorteile:

    • Optimale, riefenfreie Oberfläche 
    • Reduziert den Materialaufbau auf der Wendeschneidplatte

    Empfehlungen:

    • Hohe Drehzahlen wählen 
    • Wahl einer Spantiefe von mindestens 0,5mm 
    • Zur Kühlung ist Pressluft gut geeignet 
    • Einsatz einer Lünette aufgrund geringer Steifigkeit von Kunststoffen: 
      • Abstützung des Bauteils 
      • Vermeidung von Durchbiegung

    Vorteile:

    • Gute Kühlung des Materials
    • Beseitigung des bei manchen Kunststoffen entstehenden Fließspans. Verhindert ein Verklemmen und Umlaufen des Spans mit dem Drehteil
  • Für Bohrungen in Kunststoffteile sollte eine kunststoffgerechte Vorgehensweise gewählt werden, um Defekte zu vermeiden. Anderenfalls besteht die Gefahr von Ausbrüchen, Rissen, Überhitzungen oder Dimensionsabweichungen der Bohrungen. Beim Bohren muss vor allem die thermisch isolierende Charakteristik von Kunststoff berücksichtigt werden. Kunststoffe (besonders teilkristalline) können hierdurch während des Bohrvorgangs sehr schnell Wärmestaus aufbauen, vor allem wenn die Bohrtiefe größer als das Zweifache des Durchmessers beträgt. Dies kann dazu führen, dass der Bohrer „schmiert“ und im Werkstoff eine innere Dehnung entsteht, die Druckspannungen im Bauteil hervorrufen kann. Dies ist vor allem der Fall bei Bohrungen in den Kern von Rundstababschnitten. Die Druckspannungen können so hoch werden, dass es bei den Bauteilen / Rohlingen anschließend zu einem hohen Verzug, Maßungenauigkeit oder gar Rissen, Brüchen und Auseinanderplatzen kommen kann. Eine werkstoffgerechte Bearbeitung beugt dem vor.

    Werkzeuge:

    • Meist sind gut geschärfte, handelsübliche HSS- oder VHM-Bohrer ausreichend 
    • Bohrer mit einer Schaftverengung verwenden (Synchronbohrer): 
      • Reduzierung der Reibung und Vermeidung von Hitzestau 

    Empfehlungen:

    • Verwendung von Kühlschmiermitteln
    • Häufiges Herausziehen des Bohrers für Spanentfernung und Zusätzliche Kühlung 
    • Manuelle Zuführung vermeiden. Stellt sicher, dass sich der Bohrer nicht verhakt und Vermeidet Rissbildung

    Empfehlungen für das Bohren von kleinen Durchmessern (<25mm)

    • Einsatz von Hochgeschwindigkeitsstahlbohrern (VHM-Bohrer) empfehlenswert
    • Use a spiral drill
    • Verwendung eines Spiralbohrers mit einem Drallwinkel von 12 – 25°:
      • Sehr glatte Spiralnuten
      • Begünstigt Spanabfuhr
    • Häufiges Herausziehen des Bohrers (flüchtiges Bohren)
      • Bessere Entfernung des Spans und Vermeidung von Hitzestau
    • Bei dünnwandigen Werkstücken empfiehlt sich:
      • Hohe Schnittgeschwindigkeit
      • Gegebenenfalls Wahl eines neutralen Spanwinkels (0°), vermeidet das Einhaken des Bohrers in das Werkstück und damit ein Ausreißen der Bohrung bzw. Hochziehen des Werkstücks am Bohrer

    Empfehlungen für das Bohren von großen Durchmessern (>25mm) 

    • Bei großen Bohrungen eine Vorbohrung durchführen 
    • Vorbohrungen nicht größer als Durchmesser 25mm wählen 
    • Fertigbearbeitung anschließend mit einem Innendrehmeißel ausführen
    • Bohrungen in langen Stababschnitten nur von einer Seite einbringen
    • Beim Aufeinandertreffen zweiseitiger Bohrungen entstehen ungünstige Spannungsverhältnisse bis hin zu Rissen
    • In extremen Fällen/bei verstärkten Werkstoffen kann es empfehlenswert sein, die Bohrung an einem auf ca. 120 °C vorgewärmten Bauteil durchzuführen (Erwärmungszeit ca. 1 Std. pro 10mm Querschnitt) 
      • Fertigbearbeitung erfolgt aufgrund der Maßgenauigkeit anschließend nach dem vollständigen Abkühlen des Rohlings
  • Kunststoffe können auf den üblichen Bearbeitungszentren frästechnisch bearbeitet werden. Es sollten dabei Werkzeuge mit ausreichend großem Spanraum verwendet werden, um eine zuverlässige Spanabfuhr zu gewährleisten und einen Wärmestau zu vermeiden.

    Werkzeuge:

    • Für Thermoplaste geeignet 
      • Langlochfräser 
      • Planfräser
      • Stirnwalzenfräser 
      • Schlagmesser 
    • Einschneidewerkzeuge
      Vorteile:
      • Optimal hohe Schnittleistung 
      • Hohe Oberflächengüte bei gleichzeitig guter Spanabfuhr 

    Empfehlungen:

    • Hohe Drehzahlen und mittlere Vorschübe 
    • Für gute Befestigung sorgen:
      • bei schnellem Verfahren und einer hohen Spindelgeschwindigkeit kann eine gute Oberflächenqualität erreicht werden
    • Dünne Werkstücke können mittels Ansaugvorrichtung oder mit beidseitigem Klebeband am Frästisch befestigt werden
    • Für plane Flächen ist das Stirnfräsen wirtschaftlicher als das Umfangsfräsen
    • Beim Umfangsfräsen sollten die Werkzeuge nicht mehr als zwei Schneiden haben, damit Schwingungen aufgrund der Scheidenzahl klein bleiben und die Spanräume genügend groß sind
  • Hobeln und Fräshobeln sind spanende Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide zur Herstellung von ebenen Flächen, Nuten oder Profilen (mittels Formfräsen). Die beiden Verfahren unterschieden sich dahingehend, dass beim Hobeln ein geradliniger Abtrag über die Oberfläche mittels eines Hobelmessers erfolgt. Beim Fräshobeln hingegen erfolgt die Oberflächenbearbeitung mittels eines Messerkopfes. Beide Verfahren eignen sich gut, um ebene bzw. gleichmäßige Oberflächen auf Halbzeugen zu erzeugen. Der Hauptunterschied liegt in der optisch unterschiedlichen Oberfläche (Oberflächenstruktur, Glanz).

     

    Hobeln und fräshobeln bei ensinger

    • Ensinger kann sowohl gehobelte als auch fräsgehobelte Halbzeuge über den Zuschnittservice anbieten
    • Platten >600mm können nur im Fräshobelverfahren verarbeitet werden
    • Platten <600mm können in beiden Verfahren bearbeitet werden
    • Kleinzuschnitte werden mittels Hobeln bearbeitet
  • Gewinde werden in technischen Kunststoffen am besten durch Strehlen bei Außen- oder Fräsen bei Innengewinden hergestellt.

    Werkzeuge

    • Einsatz von Strehlwerkzeugen
    • Zweizahnige Strehler vermeiden eine Gratbildung
    • Schneideisen sind nicht empfehlenswert, denn beim Rücklauf kann das Gewinde durch ein Nachschneiden zerstört werden 

    empfehlungen

    • Gewindebohrer müssen häufig mit einem Aufmaß versehen werden (material- und durchmesserabhängig, Richtwert: 0,1mm)
    • Keine zu hohen Vorschübe wählen um ein Verdrücken des Gewindes zu vermeiden
  • Das Schleifergebnis wird beeinflusst durch

    • die Schleifmaschine 
    • das verwendete Werkzeug 
    • das Schleifmittel 
    • die Arbeitsparameter des Schleifprozesses 
    • das zu bearbeitende Material 
    • die Rundheit /Geradheit des Halbzeuges 

    Besonders entscheidend bei den Arbeitsparametern sind:

    • Schnittgeschwindigkeit 
    • Vorschubgeschwindigkeit 
    • Zustellung 
    • Quervorschub

    Durch eine optimale Einstellung der Maschine und die Wahl geeigneter Parameter für das entsprechende Material lässt sich eine sehr gute Oberflächenqualität mit einer geringen Rauheit, Durchmessertoleranzen bis h9, Rundheit und Geradheit erzielen.

    schleifen bei ensinger

    Wir können über unseren Zuschnittservice geschliffene Rundstäbe anbieten. Dank einer hohen Oberflächenqualität und enger Toleranzen können geschliffene Rundstäbe sehr gut weiterbearbeitet werden und eignen sich für kontinuierliche Fertigungsverfahren.

  • Um gute Oberflächenqualitäten zu erreichen, sollten folgende Hinweise beachtet werden: 

    werkzeuge

    • Es müssen für Kunststoff geeignete Werkzeuge eingesetzt werden 
    • Werkzeuge müssen immer scharf und glatt sein (geschliffene Schneidkante). Stumpfe Schneiden können zu starker Erwärmung führen, was Verzug und Wärmedehnung zur Folge haben kann
    • Werkzeuge sollten genügend Abstand aufweisen, so dass nur die Schneidkante mit dem Kunststoff in Kontakt kommt 

    Bearbeitungsmaschine

    • Einwandfreie, hochwertige Oberflächen lassen sich nur durch vibrationsarmen Maschinenlauf realisieren

    Material

    • Spannungsarm getempertes Material verwenden (Halbzeuge von Ensinger sind generell spannungsarm getempert)
    • Eigenschaften des Kunststoffes beachten (Längenausdehnung, geringe Festigkeit, schlechter Wärmeleiter)
    • Aufgrund der geringen Steifigkeit des Materials muss das Werkstück ausreichend unterstützt werden und möglichst vollständig aufliegen, um Abweichungen und Verbiegungen zu vermeiden

    kühlung

    • Verwendung von Kühlschmiermitteln für Vorgänge, in denen große Wärmemengen erzeugt werden (z. B. Bohren)
    • Geeignete Kühlschmiermittel verwenden

    empfehlungen

    • Spanndrücke dürfen nicht zu hoch sein, da sonst Deformationen und Abdrücke am Werkstück auftreten können
    • Geeignete Parameter für den Bearbeitungsvorgang wählen 
    • Vorschub moderat halten
    • Hohe Schnittgeschwindigkeiten wählen
    • Eine gute Spanabfuhr muss gewährleistet sein, um ein Verstopfen der Werkzeuge zu verhindern
    • Auf allseitig gleichmäßige Spanabnahme achten, um Verzug zu vermeiden
  • Typische Entgratungsmethoden für technische Kunststoffe:

    Manuelles entgraten

    • Gängigste Entgratungsmethode
    • Flexibel, aber arbeitsintensiv
    • Gleichzeitig erfolgt die visuelle Kontrolle des Bauteils

    Strahlenentgraten

    • Strahlen von abrasivem Strahlgut mittels Hochdruck auf die Oberfläche des Bauteils;  gängige Strahlverfahren 
    • Stellt auch Oberflächenbehandlung dar: Glätten, Aufrauen, Entfernen von Verunreinigungen

    Kryogenes Entgraten

    • Entfernen von Graten bei Temperaturen um –195°C über Strahlen oder Trommeln der Bauteile
    • Häufige Kühlmittel: flüssiger Sauerstoff, flüssiges Kohlendioxid, Trockeneisˌ Geringe Temperaturen führen zu sprödhartem Verhalten des Materials

    Flamenentgraten

    • Entgraten mittels offener Flamme
    • Gefahr: Schädigung des Bauteils durch zu hohe Erwärmung

    Heißluftengraten

    • Schmelzen der Grate unter Einfluss von Wärme
    • Sehr sicheres, gut steuerbares Verfahren
    • Vermeidung von Beschädigung oder Verzug des Bauteils bei materialgeeigneter  Prozessführung

    Infrarotentgraten

    • Prozess ist vergleichbar mit Heißluftentgraten, anstelle von Heißluft wird eine  Infrarotwärmequelle genutzt

    trovalisieren/gleitschleifen

    • Behandlung der Bauteile zusammen mit den Schleifkörpern in Trog- oder Rundvibratoren

Häufigste Fehler

  • Angeschmolzene Oberflächen

    • Stumpfes Werkzeug 
    • Ungenügendes seitliches Spiel / Freiraum
    • Ungenügende Kühlmittelzuführung

    Raue Oberflächen

    • Vorschub zu hoch
    • Werkzeug unsachgemäß geschärft
    • Schneidkante nicht feingeschliffen (gehont)

    Spiralmarken

    • Werkzeug reibt während des Rückzugs 
    • Grat am Werkzeug

    Konkave und konvex Oberflächen

    • Spitzwinkel zu groß 
    • Werkzeug nicht senkrecht zur Spindel ˌ
    • Werkzeug wird abgelenkt
    • Vorschub zu hoch 
    • Werkzeug über oder unter Zentrum montiert

    "Nasen" oder Grate am Ende der Schneidfläche

    • Spitzwinkel nicht groß genug
    • Stumpfes Werkzeug
    • Vorschub zu hoch

    Grate am Außendurchmesser

    • Stumpfes Werkzeug
    • Kein Raum vor Schneid-Durchmesser
  • Angeschmolzene Oberflächen 

    • Stumpfes Werkzeug oder Absatzreibung 
    • Ungenügendes seitliches Spiel / Freiraum 
    • Vorschubrate zu gering ˌ Spindelgeschwindigkeit zu hoch

    Raue Oberfläche 

    • Vorschub zu hoch 
    • Falscher Freiwinkel 
    • Scharfer Punkt am Werkzeug (leichte Fräserabrundung erforderlich) 
    • Werkzeug nicht im Zentrum montiert 

    Grate an den Schneidecken 

    • Kein Raum vor Schneiddurchmesser 
    • Stumpfes Werkzeug 
    • Ungenügendes seitliches Spiel / Freiraum 
    • Kein Vorhaltewinkel am Werkzeug

    Risse oder Absplitterungen an den Ecken 

    • Zu viel positive Neigung am Werkzeug 
    • Werkzeug nicht leicht genug angefahren (Werkzeug schlägt zu hart auf Material) 
    • Stumpfes Werkzeug 
    • Werkzeug unter Zentrum montiert 
    • Scharfer Punkt am Werkzeug (leichte Fräserabrundung erforderlich) 

    Rattern  

    • Zu starke Fräserabrundung am Werkzeug 
    • Werkzeug nicht ausreichend fest montiert 
    • Material nicht ausreichend gut geführt 
    • Schneidbreite zu groß (2 Schnitte nutzen)
  • Verjüngende Bohrungen

    • Unsachgemäß geschliffener Bohrer
    • Ungenügendes Spiel /Freiraum
    • Zu hoher Vorschub

    Verbrannte oder geschmolzene Oberfläche

    • Verwendung ungeeigneter Bohrer
    • Unsachgemäß geschliffener Bohrer
    • Zu geringer Vorschub
    • Stumpfer Bohrer
    • Steg zu dick

    Oberflächenabsplitterungen

    • Zu großer Vorschub
    • Spiel /Freiraum zu groß
    • Zu große Neigung

    Rattern

    • Zu viel Spiel /Freiraum
    • Zu geringer Vorschub
    • Bohrüberhang zu groß
    • Zu große Neigung

    Fördermarken oder Spirallinien am Innendurchmesser

    • Zu hoher Vorschub
    • Bohrer nicht zentriert
    • Bohrerspitze nicht im Zentrum

    Überdimensionierte Bohrungen

    • Bohrerspitze nicht im Zentrum
    • Steg zu dick
    • Ungenügendes Spiel /Freiraum
    • Zu hoher Vorschub
    • Bohrspitzenwinkel zu groß

    Unterdimensionierte Bohrungen

    • Stumpfer Bohrer
    • Zu viel Spiel /Freiraum
    • Bohrspitzenwinkel zu klein

    Unkonzentrische Bohrungen

    • Zu hoher Vorschub
    • Spindelgeschwindigkeit zu gering
    • Bohrer dringt in nächstes Teil zu weit ein
    • Abschneidewerkzeug hinterlässt „Nase“, die den Bohrer ablenkt
    • Steg zu dick
    • Bohrgeschwindigkeit beim Start zu hoch
    • Bohrer nicht mittig eingespannt
    • Bohrer nicht korrekt geschärft

    Grat beim Abschneiden

    • Stumpfes Schneidwerkzeug
    • Bohrer geht nicht komplett durch das Bauteil

    Schnelles Abstumpfen des Bohrers

    • Vorschub zu gering
    • Spindelgeschwindigkeit zu gering
    • Ungenügende Schmierung durch Kühlung

Weiterverarbeitung

  • Bei der Zerspanung von kohle- und glasfaserverstärkten Kunststoffen sollten folgende Faktoren beachtet werden:

    Werkzeuge 

    • In jedem Fall Hartmetallwerkzeuge (VHM) oder idealerweise polykristalline Diamantwerkzeuge (PKD) verwenden 
    • Sehr gut geschärfte Werkzeuge verwenden 
    • Regelmäßige Kontrolle der Werkzeuge aufgrund der abrasiven Wirkung der Werkstoffe 

    Spannen der Halbzeuge

    • Einspannen in Extrusionsrichtung (höchste Druckfestigkeit) 
    • Möglichst geringe Spannkräfte anwenden 

    Vorwärmen 

    • Vorwärmung der Halbzeuge kann für die weitere Bearbeitung empfehlenswert sein

    Bearbeiten

    • Randzonen auf beiden Seiten des Halbzeuges überfräsen: 
      • Idealerweise je Überfräsvorgang mit einer max. Spantiefe von 0,5mm
      • Ergibt homogenere Spannungsverteilung im Halbzeug 
      • Führt zu höherer Bauteilqualität
  • TECAFORM AH /AD, TECAPET und TECAPEEK sind sehr dimensionsstabile Werkstoffe mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften. Diese Werkstoffe sind sehr gut zerspanbar und neigen grundsätzlich zum Kurzspan. Sie können mit sehr hoher Zustellung und hohen Vorschüben zerspant werden. 

    Grundsätzlich sollte aber auf einen möglichst geringen Wärmeeintrag bei der Bearbeitung geachtet werden, da besonders TECAFORM sowie TECAPET mit bis zu ~2,5 % ein hohes Nachschwindungsvermögen zeigen, wodurch es bei lokalen Überhitzungen zu einem Verzug kommen kann. Bei den o.g. Werkstoffen können mit optimierten Zerspanungsparametern sehr geringe Rautiefen erzielt werden.

     

  • TECAST T, TECAMID 6 und TECAMID 66 sind Werkstoffe auf Polyamidbasis. Im Gegensatz zu den vorgenannten Werkstoffen sollte bei Polyamiden beachtet werden, dass diese von Natur aus ein sprödhartes Verhalten aufweisen, man spricht auch vom „spritzfrischen“ Zustand. Aufgrund ihrer chemischen Struktur neigen die Polyamide jedoch zur Feuchteaufnahme, diese Eigenschaft verleiht ihnen ihre sehr gute Balance zwischen Zähigkeit und Festigkeit.

    Die Feuchteaufnahme über die Oberfläche führt bei kleinen Halbzeugabmessungen und Bauteilen zu einer nahezu konstanten Feuchteverteilung über den Querschnitt. Bei größeren Halbzeugabmessungen (insbesondere bei Rundstäben/Platten ab 100mm Durchmesser /Wandstärke) nimmt der Feuchteanteil von außen nach innen ab. 

    Im ungünstigsten Fall weist das Zentrum einen sprödharten Charakter auf, während die Randbereiche ein zähes Verhalten zeigen. Addiert mit den inneren Spannungen durch die Extrusionstechnologie verbirgt sich darin ein gewisses Risiko der Spannungsrissbildung beim Zerspanen. 

    Zusätzlich ist zu beachten, dass die Feuchteaufnahme eine maßliche Veränderung des Materials zur Folge hat. Diese „Quellung“ muss bei der Bearbeitung und der Auslegung von Bauteilen aus Polyamid einkalkuliert werden. Die Feuchteaufnahme (Konditionierung) des Halbzeuges spielt hierbei eine wesentliche Rolle bei der Zerspanung. Speziell dünnwandige Bauteile (bis ~10 mm) können bis zu 3 % Feuchte aufnehmen. Als Faustregel gilt: 

    Eine Feuchteaufnahme von 3% bewirkt eine Dimensionsänderung von ca. 0,5%! 

    Zerspanung von TECAST T:

    • Neigt zum Kurzspan 
    • Ist dadurch gut zerspanbar 

    Zerspanung von TECAMID 6 und TECAMID 66:

    • Bilden einen Fließspan 
    • Häufigeres Entfernen der Späne vom Werkzeug/ Werkstück kann notwenig sein
    • Wichtig, um möglichst kurz brechenden Span zu generieren und Störungen im Prozess zu vermeiden: 
      • Ideale Zerspanungsparameter 
      • Wahl des geeigneten Werkzeugs 

    Generell bei größeren Abmessungen (z.B. Rundstab > 100mm und Platten mit einer Wandstärke > 80mm) und einer zentrumsnahen spanenden Bearbeitung empfehlen wir ein Vorwärmen des Werkstückes auf 80 – 120 °C, um Spannungsrisse während der Bearbeitung zu vermeiden.

  • TECANAT, TECASON und TECAPEI sind amorphe Werkstoffe. Diese Materialien sind sehr spannungsrissanfällig beim Kontakt mit aggressiven Medien wie Ölen und Fetten oder Kühlschmiermitteln. Aus diesem Grund sollte bei der Zerspanung dieser Werkstoffe möglichst auf Kühlschmiermittel verzichtet werden oder beispielsweise ein wasserbasiertes Medium verwendet werden. 

    Ebenfalls sollten die Zerspanparameter werkstoffspezifisch gewählt werden:

    • Keine zu hohen Vorschübe ˌ Zu hohe Drücke vermeiden 
    • Überhöhte Spannkräfte vermeiden 
    • Eher hohe Drehzahlen wählen 
    • Geeignete, scharfe Werkzeuge verwenden 

     

    Bei Konstruktionsauslegungen zu beachten 

    • Scherkräfte vermeiden (konstruktiv und bei Bearbeitung) 
    • Kanten/Geometrien werkstoffspezifisch auslegen (eher leicht gerundete Innenkanten wählen) 

    Unter Berücksichtigung der geeigneten Zerspanungsparameter lassen sich mit diesen Werkstoffen sehr dimensionsstabile Fertigteile mit sehr engen Toleranzen herstellen

  • Werkstoffe mit Anteilen an PTFE (z.B. TECAFLON PTFE, TECAPEEK TF, TECAPEEK PVX, TECATRON PVX, TECAPET TF, TECAFORM AD AF) weisen häufig eine geringere mechanische Festigkeit auf.

    Daher sollte Folgendes bei der Bearbeitung beachtet werden: 

    • Materialien neigen zum Nachlaufen des Fräsers 
      • Oberflächenrauigkeit nimmt deutlich zu (Haarbildung, Spitzen, raue Oberfläche) 
    • Nachschneiden des Fräsers vermeiden 
      • Führt ebenfalls zu rauerer Oberfläche 
    • Weiterer „Nachschneideprozess“ kann notwendig sein, um die Spitzen bis zur gewünschten Oberflächenqualität zu glätten 
    • Oftmals ist auch ein Entgraten notwendig
  • Die TECASINT Produktgruppen 1000, 2000, 3000, 4000 und 5000 können auf handelsüblichen Metallbearbeitungsmaschinen trocken oder nass bearbeitet werden. 

    Werkzeuge

    • Verwendung von Vollhartmetallwerkzeugen
    • Werkzeuge mit Werkzeugschneidwinkel wie bei der Aluminiumverarbeitung sind gut geeignet 
    • Für hochgefüllte TECASINT Produkte mit Glasfasern oder Glaskugeln Werkzeuge mit Diamant- oder Keramikbestückung verwenden 

    Bearbeitung 

    • Hohe Schnittgeschwindigkeiten und geringe Vorschübe gepaart mit Trockenbearbeitung verbessern das Ergebnis 
    • Nassbearbeitung erhöht den Schnittdruck und fördert die Gratbildung, ist aber zur Verlängerung der Werkzeugstandzeiten empfehlenswert 
    • Gleichlauffräsen zur Vermeidung von Ausbrüchen 
    • Ein Zwischentempern ist meist nicht notwendig 

    Aufgrund der erhöhten Feuchteaufnahme von Polyimiden ist es ratsam, diese Teile in eine Vakuumsperrfolie einzuschweißen. Diese wird erst vor Gebrauch geöffnet, um bei qualitativ sehr hochwertigen Teilen Maßänderungen durch Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden.

  • TECATEC ist ein Composite auf Basis eines Polyaryletherketons mit 50 bzw. 60 % Gewichtsanteil an Kohlefasergewebe. Hierdurch ist das Zerspanen von TECATEC wesentlich aufwändiger als die Zerspanung von kurzfaserverstärkten Produkten. Aufgrund der Lagenstruktur des Materials kann es bei einer unsachgemäßen Zerspanung zu unterschiedlichen Effekten kommen: 

    • Schneidkantenausbrüche
    • Delaminationen 
    • Ausfransungen 
    • Faserausbrüche 

    Aus diesem Grund muss für dieses Material eine spezifische Bearbeitung erfolgen. Diese muss jedoch bauteilabhängig im Einzelfall ermittelt werden. 

    Auslegung im Halbzeug 

    Die Eignung von TECATEC für eine bestimmte Anwendung und die Qualität des Fertigteils hängt in erster Linie von der Lage des Bauteils im Halbzeug ab. Bereits in der Entwicklungsphase muss die Ausrichtung des Fasergewebes ganz besonders im Hinblick auf den Belastungsfall der Anwendung (Zug, Druck, Biegung) und eine spätere spanende Bearbeitung dringend berücksichtigt werden. 

    Zerspanungswerkzeug und Werkzeugmaterialien 

    Für höhere Standzeiten im Vergleich zu HSS- oder Hartmetallwerkzeugen empfehlen wir die Verwendung von:

    • PKD-Werkzeugen (polykristalliner Diamant)
    • Keramik-Werkzeugen 
    • Titanbeschichteten Werkzeugen 
    • Werkzeugen mit funktionaler Beschichtung (Plasmatechnologie) 

    Neben der höheren Standzeit helfen diese Werkzeuge die Vorschubkräfte deutlich zu minimieren, wenn sie auch entsprechend materialspezifisch ausgelegt werden. 

    •  Moderate Schneidenschärfe wählen 
    • Gute Balance zwischen der Oberflächenqualität (mit sehr scharfen Schneiden) und Werkzeugstandzeit (stumpfere Schneide) ermitteln 
    • Fräsergeometrie so auslegen, dass die Fasern geschnitten werden, sonst besteht Gefahr von Faserausfransungen 
    • Aufgrund der hohen Abrasivität der Kohlefasern muss bei den TECATEC Halbzeugen auf einen regelmäßigen Wechsel der Werkzeuge geachtet werden 
      • Vermeidung von zu hohem Wärmeeintrag und Verzug durch zu stumpfe Werkzeuge 

    Bearbeitung

    • Ausbrüche und Gratbildung während des Zerspanungsprozesses sind parallel zum Fasergewebe mit einem größeren Risiko verbunden als eine Bearbeitung senkrecht zum Fasergewebe 
    • Für enge Toleranzen können die Bauteile während der Fertigung auch mehrfach getempert werden 
    • Aufgrund einer relativ guten Wärmeleitung durch den hohen Faseranteil ist eine gute Wärmeverteilung im Werkstück zu erwarten. Deshalb empfehlen wir, das Material trocken zu zerspanen

    Wir empfehlen, folgende Parameter zu beachten: 

    • Hohe Vorschubkräfte vermeiden
    • Sehr hohen Spitzenwinkel (150 – 180°) wählen 
    • Sehr geringe Vorschübe (ca. < 0,05mm/min) einstellen 
    • Hohe Schnittgeschwindigkeiten (ca. 300 – 400 m/min) wählen 

    Die Informationen sollen Ihnen erste Hilfestellungen zum Zerspanen von TECATEC geben, detaillierte Hinweise sind einzelfallabhängig.

Verkaufs- und Lieferbedingungen

  • Unser Unternehmen legt großen Wert auf eine sorgfältige Bearbeitung von Kundenreklamationen. Selbstverständlich liefern wir bewusst keine mangelhafte Ware und agieren nach der Strategie „First time right“. Uns ist jedoch bewusst, dass Fehler passieren können. Bei jeder Reklamation heißt es daher, aus den Fehlern zu lernen und seine Produkte und Prozesse kritisch zu beleuchten und auf den Prüfstand zu stellen. Damit wir jedoch die richtigen Schlüsse aus den Kunden-Reklamationen ziehen können, benötigen wir die Mitarbeit des Kunden. Es ist wichtig, dass wir alle relevanten Informationen vorliegen haben. Bei schwer zu beschreibenden Reklamationen ist ein Bild oder ein Musterteil zu Beurteilung notwenig. Bezüglich der Abwicklung von Kunden-Reklamationen sprechen Sie mit uns.