Ein Technologe bestellt Zweikomponenten-Polyurethan und steht vor der Wahl: Komponenten in Eimern kaufen und selbst gießen oder ein fertiges Bauteil nach Maß erhalten. Eigengießen ohne Dosierung, Entgasung und Temperaturkontrolle erzeugt Hohlräume und instabile Härte, und der Knoten fällt danach trotzdem aus. Gieß-Polyurethan TIMOL beantwortet diese Frage: Der Auftraggeber erhält ein monolithisches Teil mit vorgegebener Härte und Standzeit. Wir erläutern, wie das Zweikomponenten-System aufgebaut ist, welche Eigenschaften es in Zahlen liefert und wie man Fertigteile nach eigener Zeichnung bestellt.
Was Zweikomponenten-Polyurethan ist und wie gegossen wird
Zweikomponenten-Polyurethan ist ein System aus zwei flüssigen Bestandteilen, Polymergrundlage (Polyol) und Härter (Isocyanat), die in genauer Proportion gemischt und in eine Form gegossen werden. Bei der Reaktion polymerisiert die Masse und wird zum monolithischen Elastomer mit vorgegebener Struktur. Genau die gesteuerte Reaktion beider Komponenten ermöglicht es, Härte, Elastizität und Verschleißfestigkeit des Fertigteils bereits vor dem Gießen präzise einzustellen.
Das Werk arbeitet im Freigießverfahren. Komponenten werden dosiert, entgast und ohne Hochdruck in eine offene oder geschlossene Form gegossen, danach läuft die Polymerisation bei kontrollierter Temperatur ab. Diese Methode erfordert keine teuren Druckgussformen, eignet sich also sowohl für ein Einzelteil nach Zeichnung als auch für eine Seriepartie. Geometrie, Wanddicke und Oberflächenprofil werden durch die Form selbst bestimmt.
Die Qualität eines Zweikomponenten-Teils bestimmt die Prozessdisziplin, nicht nur die Rezeptur. Komponenten müssen temperiert, gravimetrisch genau dosiert und vor dem Gießen entgast werden, sonst verbleiben Lufthohlräume im Bauteilkörper und die Härte schwankt von Partie zu Partie. Genau deshalb liefert das Eigengießen ohne geeignete Ausrüstung unvorhersehbare Ergebnisse, während das Werksgießen mit Kontrolle in jeder Phase stabile Kennwerte über das gesamte Teil garantiert.
Ein gesonderter Anwendungsfall ist das Gießen von Polyurethan auf eine Metallbasis. Welle, Rolle oder Trommel werden gereinigt, entfettet und mit Haftvermittler vorbehandelt, danach wird die Polyurethanschicht direkt auf das Metall gegossen. Es entsteht ein ausgekleidetes Bauteil, wo Metall die Last trägt und Polyurethan den Abrieb und den Stoß aufnimmt. Das Zweikomponenten-System ist dafür besonders geeignet, weil die Metallhaftung bereits durch Zusammensetzung und Haftvermittler vor der Polymerisation eingestellt wird. Typische Bauteile, die nach dieser Methode gegossen werden, sind im Produktkatalog zusammengestellt.
Eigenschaften von Zweikomponenten-Gieß-Polyurethan
Der Hauptvorteil des Zweikomponenten-Systems liegt darin, dass die Bauteileigenschaften durch die Rezeptur vorgegeben und nicht zufällig geliefert werden. Durch Steuerung der Zusammensetzung erhält man einen Werkstoff von weich-elastisch bis hart-konstruktiv, mit dabei hoher Verschleißfestigkeit und chemischer Beständigkeit über den gesamten Bereich.
Die Härte wird im Bereich 50 Shore A bis 70 Shore D eingestellt. Weiche Qualitäten kommen als Dämpfer, Dichtungen, Andruckrollen und Schwingungsdämpfer zum Einsatz, harte als Buchsen, Zahnräder, Abstreifer und verschleißfeste Führungen. Nach Abrieb DIN 53516 verliert Gieß-Polyurethan 38 bis 39 mm³, während SBR-Gummi auf 100 bis 200 mm³ kommt. In der Praxis ergibt das eine Standzeit von etwa 2-5-mal höher als normaler Gummi unter gleichen Betriebsbedingungen.
Der Betriebsbereich -60 bis +100 °C deckt die meisten Industriebedingungen ab. Das Material ist beständig gegen Öle, Mineralölprodukte, schwache Säuren und Laugen, nimmt keine Feuchtigkeit auf und korrodiert nicht. Die Zugfestigkeit 39 bis 87 MPa übertrifft die meisten Gummikennwerte, und die Rückprallelastizität 34 bis 61% ermöglicht es dem Bauteil, nach jedem Belastungszyklus die Form wiederherzustellen. Ausführlicheres zur Werkstoffphysik finden Sie im Abschnitt Referenzinformation.
Das praktische Fazit für den Technologen ist einfach: Das Zweikomponenten-System liefert ein Bauteil für eine konkrete Aufgabe statt einem Kompromiss zwischen mehreren Fertigqualitäten. Für einen Dämpfer unter Stoßlast wird eine weiche Rezeptur mit hoher Rückprallelastizität eingestellt, für einen abrasiven Abstreifer eine harte mit minimalem Abrieb, für eine Dichtung in ölhaltiger Umgebung eine gegen Mineralölprodukte beständige. All das erhält man aus einer Gießtechnologie, nur Zusammensetzung und Härte werden gewechselt, sodass kein Lager unterschiedlicher Werkstoffe für jeden Knoten gehalten werden muss.
Vergleich: Zweikomponenten-Polyurethan, Gummi, Metall und Kunststoffe
Ein direkter Vergleich zeigt, warum Zweikomponenten-Gieß-Polyurethan sowohl Gummi als auch Metall und harte Kunststoffe verdrängt. Die Tabelle fasst Referenzkennwerte nach Normprüfungen für Werkstoffe zusammen, die in denselben Knoten konkurrieren.
| Werkstoff | Abrieb DIN 53516, mm³ | Betriebs-t, °C | Härte | Zugfestigkeit, MPa | Dichte, g/cm³ |
|---|---|---|---|---|---|
| Polyurethan TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 1,05-1,25 |
| Gummi SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A-80A | 8-20 | 0,94-1,1 |
| Gummi NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A-90A | 10-25 | 1,0-1,3 |
| Caprolam PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D-85D | 60-85 | 1,13-1,15 |
| Konstruktionsstahl | k.A. | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | 7,7-7,9 |
Polyurethan hat den niedrigsten Abrieb unter den Elastomeren und bleibt dabei leicht: Dichte 1,05 bis 1,25 g/cm³ gegenüber 7,7 bis 7,9 bei Stahl, das Teil wird also 6- bis 7-mal leichter. Caprolam liegt beim Abrieb nahe, aber seine Elastizität ist gering, sodass es unter Stoß reißt, wo Polyurethan die Form wiederherstellt. Gummi ist elastisch, verschleißt aber mehrmals schneller und hat niedrigere Zugfestigkeit. Das Zweikomponenten-System ermöglicht es, den richtigen Punkt zwischen diesen Extremen direkt für den konkreten Knoten anzusteuern.
Ingenieurhinweis: Bestellen Sie ein Bauteil nicht nur mit der Angabe “weich” oder “hart”, sondern beschreiben Sie die Betriebsbedingungen. Für Stoßbelastung eignet sich eine etwas weichere Qualität mit hoher Rückprallelastizität, für abrasives Gleiten eine harte mit minimalem Abrieb. Und beachten Sie die Schichtdicke: Eine dünne Auskleidung wird bei scharfem Abrasiv schneller durchgescheuert, legen Sie daher für schwere Bedingungen eine Dickenreserve an, nicht nur höhere Härte.
Montage und Wartung von Zweikomponenten-Bauteilen
Ein fertiges Gießteil wird in den meisten Knoten ohne Umrüstung der Ausrüstung eingebaut. Massivbuchsen und Rollen werden auf Wellen nach Standardpassungen aufgezogen, die ausgekleidete Schicht arbeitet direkt auf der Stammachse, Dichtungen und Unterlagen werden in vorhandene Nuten und Flansche eingesetzt. Das senkt die Umstellungskosten auf Polyurethan, weil die Knotenumrüstung meist teurer als das Bauteil selbst ist.
Die Wartung beschränkt sich auf Reinigung von Anhaftungen und Verschleißkontrolle. Polyurethan nimmt keine Feuchtigkeit auf, korrodiert nicht und ist schimmelunempfindlich, benötigt also in der Werkstatt keine besondere Pflege. Wenn die Arbeitsschicht eines ausgekleideten Erzeugnisses verschlissen ist, wird die Metallbasis nicht verworfen: Der alte Polyurethan wird entfernt, die Oberfläche wird erneut für die Adhäsion vorbereitet und eine neue Schicht gegossen. Das Metall arbeitet weiter, und die Kosten sinken auf Polymer- und Arbeitskosten. Genau diese Reparierbarkeit macht Zweikomponenten-Gießteile auf lange Sicht wirtschaftlich.
Wie man Zweikomponenten-Polyurethan als Fertigteil bestellt
Zweikomponenten-Gieß-Polyurethan als Fertigteil ist beim Werk TIMOL in Dnipro zu bestellen. Komponenten separat zu kaufen und selbst zu gießen lohnt sich nur bei eigener Dosier- und Entgasungsausrüstung, sonst schwankt die Härte und Hohlräume verbleiben im Bauteilkörper. Ein maßgeschneidertes Fertigteil eliminiert diese Risiken und liefert sofort vorhersehbare Standzeit.
Das Werk fertigt Teile nach Zeichnung, Skizze oder verschlissenem Muster und arbeitet sowohl mit Einzelbestellungen als auch mit Seriepartien. Das Freigießverfahren benötigt keine teure Werkzeugausstattung, sodass ein Sondermaß kein Problem darstellt.
Für die Kalkulation geben Sie Abmessungen, benötigte Härte und eine Beschreibung der Knotenbetriebsbedingungen an. Die Ingenieure wählen die Rezeptur, schätzen die Standzeit und schlagen die optimale Gieß- oder Auskleidungsvariante vor. Für Beratung und Bestellung wenden Sie sich über die Kontakte des Werks TIMOL.