Wie ist die Eigenschaft von TPE mit Glasfaser?

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    • Wie ist die Eigenschaft von TPE mit Glasfaser?

      Ich schon wieder... Ich hoffe das hat auch bald ein Ende mit der Materialsuche...
      Ich hab ja schonmal gesehen, dass es TPU/TPE mit Glasfaser gibt, also zum Beispiel ein eigentlich sehr weiches TPE, welches dann Glasfaser hat und insgesamt dann ein E-Modul wie PP oder PA hat. Sowas könnte man ja auch wohl leicht in der Spritzgussmaschine mischen. Ich kann mir nur nicht so recht vorstellen wie dann die Materialeigenschaften sind. Jetzt mal die Zahlenwerte auf den Datenblättern außen vor gelassen. Glasfaserverstärkte Kunststoffe brechen ja eigentlich leicht. Ist es da auch so? Oder nicht, weil ein E-Modul von 700 oder so, ja eigentlich recht weich ist. Oder kriegt man dann einen relativ weichen Kunststoff der leicht bricht? Beispiel: Wenn man jetzt einen 10cm langen und 2mm dicken Stab aus PP und einen aus TPE+GF herstellt, beide den gleichen E-Modul haben und gleich schwer zu biegen sind, bricht die TPE+GF Variante dann schneller? Oder spielt das keine Rolle?
    • TPE ist die Abkürzung für "thermoplastisches Elastomer". TPU heißt "Thermoplastisches Polyurethan". Selbst wenn man diesen beiden völlig unterschiedlichen Polymergruppen Glasfasern zugibt, bleibt ihr Charakter der eines "Gummis". Klar, man könnte einen so hohen GF-Anteil zumischen, dass das Werkstück nachher steif wie ein Brett wird. Dann würde man aber kein "Gummi" nehmen, sondern ein PP.
      Oft werden glasfaserverstärkte Elastomertypen zur akustischen Dämmung eingesetzt (Schwingungen werden stark gedämpft). Kohlefaser verstärkte Typen braucht man i.d.R. z.B. für Rollen und Räder, bei denen statische Aufladungen abgeleitet werden müssen (Bürostühle, Krankenhausbetten etc.).
      Wie aber schon mehrmals geschrieben: Es funktioniert nicht, irgend welche Glasfasern zu nehmen und zu versuchen, sie auf der SGM mit den Elastomeren zu verbinden. Die Glasfasern müssen eine Schlichte haben. Das ist eine Beschichtung der Oberfläche der einzelnen Fasern. Diese muss auf das jeweilige Polymer abgestimmt sein, damit die beiden sich miteinander verbinden / verkleben. Sonst könnte man sie bildlich gesprochen wie Strohhalme aus der Dose herausziehen. Gleiches gilt für Kohlefasern. Auch gibt es unterschiedliche Fasern (Länge und Durchmesser) die dann auch unterschiedliche Eigenschaften haben.
    • Naja, aber wenn man zum Beispiel das da kern.de/de/technisches-datenbl…astomer-tpu-gf20?n=2638_1 mit "normalem" TPU mischt oder glasfaserverstärktes PBT mit einem TPE was sowieso auf Basis von PBT ist? Dann müsste diese Beschichtung doch da sein oder?

      Oder mit glasfaserverstärkten TPU eher schwingungsdämpfende Eigenschaften erzielt werden, ja genau das frag ich mich halt grad. Ich hätt eher gedacht, oder gehofft, dass es gummiähnlich bleibt aber mehr rückfedernd, da die Glasfasern ja das Material "in Form" halten. Hm, Materialproben wären wohl interessant...
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    • @QS:

      "Das sind aber PP-GF Typen. Die Frage war nach TPE und oder TPU."

      Das dachte ich zunächst auch und prinzipiell hast Du recht. Aber bei genauerer Betrachtung der Datenblattwerte ist mir aufgefallen, dass es sich beim Basispolymer des "TKG 2039N" um ein sehr "weiches" PP-Copolymer handeln muss, das möglicherweise für Maltos Anwendungsfall gut passen könnte. Ist ja vielleicht auch einen Versuch wert ...
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    • Olefiner schrieb:

      @QS:

      ... "TKG 2039N" ...
      Also hier materialdatacenter.com/ms/de/t…2039N+C12897/3d37b935/328 sieht das "Biegemodul" mit 2500 aber recht hoch aus. Wenn das mit E-Modul vergleichbar ist. Ich suche eher was um die 500. Aber vielleicht könte man das ja mischen mit dem puren Softell...

      Aber mir fällt grad was anderes auf:

      Sowohl bei dem Datenblatt, aber auch hier kern.de/de/richtwerttabelle (siehe TPU GF20) sieht man, dass die Reißdehnung (oder bei GF Softell Bruchdehnung) relativ niedrig ist. Zumindest bei Weitem nicht so hoch wie bei purem TPU oder bei Polyamid. Wenn ich das richtig deute, dann bedeutet das, dass es schon bei relativ kleiner Biegung oder Dehnung reißt oder bricht. Das ist ja gerade nicht was ich will.

      Ich suche ja gerade ein Supermaterial, das genauso rückfedernd wie Stahl ist, was man mit Glasfaser ja tendentiell auch hinbekommt, aber so zäh wie Kaugummi, und da ist die Glasfaser wohl kontraproduktiv. Zumindest wenn ich die "Reißdehnung" richtig deute.
    • Wenn Du das o.g. TPU mit 25% GF, welches einen Biegemodul von 2500 MPa auf einen Biegemodul von 500 MPa heruntermischt, hast Du noch 5% GF in der Kunststoffmatrix.
      Dann kannst Du es auch ganz weglassen.

      Natürlich nimmt die Dehnung ab, wenn man Glasfasern einbettet, allerdings brauchst Du aber eine höhere Kraft, um es zu dehnen.

      Steif und Weich zugleich, in der Art wie ich es verstehen was Du suchst, wird wohl schwierig.
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    • Füll- und Verstärkungsstoffe erhöhen i.d.R. Steifigkeit, Härte und Festigkeit und senken die Bruchdehnung. Wie sehr welcher Kennwert beeinflusst wird hängt aber sehr stark z.B. von Faserdurchmesser, Schlichte, Faserfestigkeit ab. Da gibts sowas das heißt kritische Faserlänge, und zwar für jeden Kennwert.

      Um die Eigenschaftenkombination zu erreichen bleibt eigentlich nur ein "Sonder-"Verfahren, 2K-SG ähnlich wie bei der Zahnbürste oder einem Bohrmaschinengehäuse.
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    • Hab ich alles in Gedanken schon durchgespielt. 2K Lösungen unrealistisch bei so Miniatur Formen: bit.ly/2Eao2lz Sorry wenn ich das hier mal verlinke. Und egal ob die härtere Komponente Innen oder Außen ist, man hat immer bestimmte Probleme.

      Was mir vorschwebt wäre wohl ein "Science Fiction" Material, was noch nicht erfunden ist.

      Ich glaube das Problem ist folgendes, sorry wenn das hier jetzt wem zu verkopft wird:

      Ich habe also ein Teil was 1,2 mm dick ist und 33 mm lang. Um diese Flexibilität zu erreichen die mir vorschwebt könnte man nun einfach das ganze viel dünner machen und ein härteres Material, wie POM oder reines PBT nehmen. Das ist bei meiner Form aber nicht zielführend, entspricht nicht dem Designkonzept. Ich habe also das Problem, dass das Teil im Querschnitt 1,2mm dick ist. Gleichzeitig wird das Teil im Gebrauch aber stark gebogen. So stark, dass das Material an der Oberfläche von 33mm in der Ausgangslage auf mindestens 36 mm gedehnt wird, hab ich eben nachgemessen. Was ich bräuchte, um die gewünschten Materialqualitäten zu erhalten, wäre also ein Material was ungefähr so hart ist wie (weiches) Polypropylen (E-Modul von 400 bis 800) aber sich von 100% auf 110% (oder möglichst noch mehr) Länge dehnen lässt und sofort wieder in die Ausgangsform sich zurückzieht.

      Elastanfasern in hart bräuchte ich. Oder ein Kunststoff wo Elastanfasern drin verarbeitet sind? Oder ein Teil wo im Querschnitt mikroskopisch kleine Sprungfedern verbaut sind...

      Wie gesagt, vermutlich gibt es so ein Material nicht, denn wenn es das gäbe, dann wären alle möglichen Science-Fiction Konstruktionen möglich, seien es absolut erdbebensichere Brücken oder Fahnenstangen, die 30 Meter hoch, 1 meter dick sind, und die man dann zur Erde biegen kann und pling.... wenn man es loslässt schnellt es wieder nach oben...
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    • 1u21 schrieb:

      Bleibt nur noch eine Materialgruppe der Kunststoffe. Das sind die Elastomere. Über den Vernetzungsgrad ist es möglich die Flexibilität einzustellen, nur ist die Dehnung davon betroffen.
      Tja, aber selbst wenn ich ein Elastomer finde, das Shore 70 D hart ist (oder E-Modul ca. 500) und das die beschriebenen Eigenschaften hat (wo ich noch gar nicht so sicher bin) bliebe noch die Frage wie man es verarbeitet und in die entsprechende Form bringt, und da hab ich wirklich keine realistischen Optionen.

      Ich hab übrigens Materialproben von glasfaserverstärktem Elastollan bekommen. Ich würde es mal als "hartes Gummi" beschreiben. Die Oberfläche ist viel zu gummiartig während ich eher glatte (gleitfähige) Plastifoberflächen brauche. Kommt also nicht in Frage. Naja, ich denke ich werde in Zukunft, falls ich mal wieder das Geld für neue Produktionen habe, eher das Design so anpassen, dass ich auch mit normal harten Thermoplasten wie PA, POM PBT, die gewünschte Flexibilität hinbekomme.
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    • Hallo Malto.
      Mir ist hier in einer "Muskiste" eine Musterplatte aus TPU mit 15% Kohlefaser in die Finger gekommen. Die Oberfläche ist sehr schön glatt und "rutschig". Shore dürfte so bei 55D liegen, E-Modul bei 600 MPa. Leider hab ich nur diese eine Platte und kann sie nicht weg geben. Material fertigen wir natürlich nur auf Bestellung.
      Das Produkt ist eigentlich wegen seiner Leitfähigkeit mit CF gefüllt. Aber CF kann auch die Gleiteigenschaften verbessern. Und TPU ist ja normaler Weise auch eher "gummi/ stoppig". Dieses aber nicht. ALCOM TPU 810/3070.1 CF15