„Mit der Erfindung der Vulkanisation von Naturkautschuk wurde ein neuer Werkstoff geschaffen, dessen einzigartige Eigenschaften wesentlich zur Entwicklung der modernen Technik beigetragen haben“ .
Der einleitende Satz, soll auf das in dieser Seminararbeit behandelte Thema „Vulkanisation“ einstimmen. Ziel der vorliegenden Arbeit soll es sein, einen allgemeinen Überblick über den Vorgang der Vulkanisation, sowie deren Anwendungen, Informationen zu den Ausgangsstoffen und einen Überblick einiger Vulkanisationsverfahren zu geben. Wichtige Meilensteine der historischen Entwicklung des Kautschuks und Grundinformationen zu Elastomeren sollen dann das Gesamtbild abrunden.
Weiterhin werden einzelne Vulkanisationsverfahren und Werkzeuge genauer beschrieben und anhand von Zeichnungen und Fotos erklärt.
Als Vulkanisation bezeichnet man ein chemisch-technisches Verfahren bei dem unter Einfluß von Druck, Temperatur und Zeit der Kautschuk widerstandsfähig gemacht wird gegen chemische und atmosphärische Einflüsse.
Die aus Schwefel oder Schwefelspendenden Stoffen (Dischwefeldichlorid (S2Cl2), Beschleunigern (=höhere Reaktionsgeschwindigkeit), Füllstoffen und Rohkautschuk bestehende Kautschukmischung wird dazu erhitzt und vorher gut gemischt.
Inhaltsverzeichnis
2 EINFÜHRUNG
2.1 Motivation
2.2 Vulkanisation
2.3 Anwendungen
3 GUMMI UND ELASTOMERE
3.1 Allgemein
3.2 Historie
3.3 Anbaugebiete
3.4 Zusammensetzung der Elastomere (Gummi)
4 VERARBEITUNG VON ELASTOMEREN
4.1 Allgemein
4.2 Schritte der Verarbeitung
4.2.1 Herstellung der Gummimischung
4.2.2 Formgebung des Elastomerteils
4.2.3 Vulkanisation und Vulkanisationsverfahren
5 METALLTEIL – VORBEREITUNG
6 VULKANISATIONSVERFAHREN
6.1 Allgemeines
6.2 Pressverfahren (Compression Moulding)
6.3 Transferverfahren (Transfer Moulding)
6.4 Spritzgießverfahren (Injection Moulding)
7 GUMMI-METALL-WERKZEUGE
7.1 Werkzeugaufbau
7.2 Einfach – Werkzeug
7.3 Mehrfachwerkzeugaufbau
8 PRODUKTE UND EINSATZGEBIETE
9 ZUSAMMENFASSUNG/FAZIT/AUSBLICK
Zielsetzung und Themen
Die vorliegende Seminararbeit verfolgt das Ziel, einen umfassenden Überblick über den Prozess der Vulkanisation sowie die damit verbundenen technischen Anwendungen und Grundlagen der Elastomerverarbeitung zu geben. Dabei wird insbesondere untersucht, wie Kautschuk durch chemische Vernetzungsprozesse in einen dauerelastischen Werkstoff überführt wird und welche Anforderungen an die Fertigungstechnik sowie den Werkzeugbau gestellt werden.
- Grundlagen der Vulkanisation und deren chemische Mechanismen
- Historische Entwicklung und wirtschaftliche Bedeutung von Kautschuk
- Detaillierte Analyse der industriellen Verarbeitungsverfahren (Pressen, Transfer-, Spritzgießen)
- Werkzeugtechnische Anforderungen für Gummi-Metall-Verbindungen
- Anwendungsbeispiele aus der Automobilindustrie
Auszug aus dem Buch
6.4 Spritzgießverfahren (Injection Moulding)
Das Spritzgießverfahren ist das jüngste und wichtigste Vulkanisationsverfahren zur Herstellung von Formartikeln und Gummi – Metallteilen. Nach Röthemeyer handelt es sich im Idealfall, um einen sich wiederholenden Zyklus von Plastifizieren, Erwärmen, Einspritzen, Vulkanisation und Entformen.
Der Prozess ist durch getrennte Einstellungen beim Einspritzen und Zuhalten der Form beliebig anzupassen. Es können sehr präzise Teile mit hohen Anforderungen an Geometrie und physikalischen Eigenschaften vulkanisiert werden.
Beim IM-Verfahren müssen keine Rohlinge erstellt werden, hier wird eine Streifenware durch einen Eingang in die Schnecke gezogen. In der Schnecke wird die Mischung verquirlt. Die Schnecke funktioniert im weiteren Sinne wie ein Fleischwolf und durch die entstehende Reibung und die beheizten Zylinderwände wird die Mischung erwärmt und plastifiziert. Je nach Artikelgröße wird nur eine gewisse Menge Gummi vorplastifiziert.
Zusammenfassung der Kapitel
Einführung: Diese Einleitung erläutert die Bedeutung der Vulkanisation für die moderne Technik und definiert die Zielsetzung sowie die methodische Vorgehensweise der Arbeit.
Gummi und Elastomere: Dieses Kapitel behandelt die chemischen Grundlagen, die Historie von Kautschuk, wichtige Anbaugebiete und die spezifische Zusammensetzung sowie das Eigenschaftsbild von Elastomeren.
Verarbeitung von Elastomeren: Hier werden die wesentlichen Fertigungsschritte, von der Mischungsherstellung über die Formgebung bis hin zur eigentlichen Vulkanisation, systematisch beschrieben.
Metallteil – Vorbereitung: Dieses Kapitel erläutert die notwendige Vorbehandlung von Metallkomponenten, um eine dauerhafte Verbindung mit Elastomeren zu ermöglichen.
Vulkanisationsverfahren: Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über die gängigen industriellen Grundverfahren wie Pressen, Transferpressen und Spritzgießen sowie deren jeweilige Vor- und Nachteile.
Gummi-Metall-Werkzeuge: Der Fokus liegt hier auf dem konstruktiven Aufbau der Werkzeuge, unterteilt in Einfach- und Mehrfachwerkzeuge für unterschiedliche Seriengrößen.
Produkte und Einsatzgebiete: Anhand des praktischen Beispiels der Hinterachse eines Audi A6 wird illustriert, wie Gummilager in der Fahrwerktechnik zur Schwingungsdämpfung eingesetzt werden.
Zusammenfassung/Fazit/Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bewertet die Zukunftsfähigkeit der Vulkanisation als essentielles Fertigungsverfahren in der Industrie.
Schlüsselwörter
Vulkanisation, Kautschuk, Elastomere, Gummi-Metall-Verbindungen, Spritzgießverfahren, Transferverfahren, Pressverfahren, Werkzeugbau, Vernetzung, Schwefelbrücken, Fahrwerktechnik, Elastizität, Kunststoffverarbeitung, Serienfertigung, Materialkunde.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Vulkanisation als zentralem technologischen Verfahren zur Herstellung von Gummiartikeln und Elastomer-Formteilen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die Materialeigenschaften von Elastomeren, die verschiedenen Vulkanisationsverfahren sowie die konstruktiven Anforderungen im Werkzeugbau für Gummi-Metall-Teile.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das primäre Ziel ist es, einen Überblick über den Prozess der Vulkanisation, die damit verbundenen Anwendungen und die notwendigen Fertigungsschritte zu vermitteln.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse sowie der Auswertung technischer Dokumentationen und Schulungsunterlagen von Industriepartnern zur industriellen Kautschukverarbeitung.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden die Schritte der Gummiverarbeitung, der Werkzeugaufbau und die spezifischen Vulkanisationsverfahren wie Compression Moulding und Injection Moulding detailliert erläutert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Kernbegriffe sind Vulkanisation, Elastomere, Kautschuk, Werkzeugtechnik und Schwingungsdämpfung.
Welche Bedeutung hat das Reifenbeispiel für die Arbeit?
Das Beispiel der Hinterachse des Audi A6 dient dazu, den Einbau und die funktionale Notwendigkeit von Gummilagern in der Praxis der Fahrwerktechnik zu verdeutlichen.
Wie unterscheidet sich das Spritzgießverfahren vom Pressverfahren?
Das Spritzgießverfahren automatisiert die Plastifizierung und Einspritzung, was zu kürzeren Zykluszeiten und höherer Präzision führt, während das Pressverfahren auf manuell vorbereitete Rohlinge angewiesen ist.
Was passiert bei der sogenannten Reversion?
Die Reversion beschreibt den Abbau von Vernetzungsstellen in der Kautschukstruktur bei zu hohen Temperaturen, was zu einem Qualitätsverlust des Werkstoffs führt.
- Quote paper
- Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Heino Feussahrens (Author), Anika Tepe (Author), 2006, Der Vorgang der Vulkanisation. Anwendungen und Verfahrensarten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/76834
