Kunststoffgebundene, gespritzte Magnete

Gespritzte Magnete sind typische Verbundwerkstoffe, die durch Einbettung von Hartferrit- oder Seltenerdmagnetpulver in thermoplastischen Kunststoffen (Matrixmaterial PA6, PA12, PPS) entstehen. Dabei bestimmen die Mengenanteile des Magnetpulvers die magnetischen und mechanischen Eigenschaften.

Bei kunststoffgebunden gespritzten Magneten variieren die Füllgrade zwischen 84% und 94% Magnetpulver (Masseprozent). Die magnetischen Werte liegen aus diesem Grund unter den der kunststoffgebunden gepressten Magneten. Kunststoffgebunden gespritzte Magnete können in komplexen Geometrien und in Kombination mit Einlegeteilen in einem Prozessschritt hergestellt werden.

MAGNETISCHE UND MECHANISCHE KENNDATEN


Ein typisches Datenblatt für einen Permanentmagnetwerkstoff enthält dessen wesentliche magnetische und mechanische Kenndaten.
Die magnetischen Kenndaten werden üblicherweise nach DIN EN 60404-5 gemessen. Neben den magnetischen Werten enthält das Datenblatt noch die mechanische Eigenschaften wie die Dichte, Härte und Festigkeitswerte.

GESPRITZTE HARTFERRITMAGNETE

GESPRITZTE SELTENERDMAGNETE

Weitere Produktinformationen

Verbundwerkstoff

Als Kunststoffmatrix in gespritzten Magneten werden Polyamid 6 (PA 6), Polyamid 12 (PA 12) und Polyphenylensulfid (PPS) verwendet. Die maximalen Einsatztemperaturen sind dabei vom Magnet- und Matrixwerkstoff abhängig. Sie liegen bei 160°C für Qualitäten gebunden mit PA 6, 140°C für Qualitäten gebunden mit PA 12 und 220°C bei Qualitäten gebunden mit PPS. Bedingt durch die magnetischen Eigenschaften können die maximalen Einsatztemperaturen von den oben genannten Werten abweichen.

Im Fertigungsprozess der kunststoffgebundenen, gespritzten Magnete stellt man zunächst das Magnetcompound her. Dazu werden das Kunststoffgranulat und das Magnetpulver im Heißkneter oder Doppelschneckenextruder gemischt und anschließend extrudiert sowie granuliert. Als nächster Schritt folgt die Verarbeitung des Compounds auf modifizierten Spritzgießmaschinen. Beim Spritzgießen von anisotropen Magneten wird während des Einspritzens zusätzlich ein Magnetfeld in axialer, radialer, diametraler oder multipolarer Richtung angelegt und die Vorzugsrichtung des Magnetwerkstoffes parallel zur vorgegebenen Orientierung erzeugt. Bei kunststoffgebundenen, gespritzten Magneten ist in der Regel keine mechanische Bearbeitung des fertigen Spritzteils erforderlich.

Kunststoffgebundene, gespritzte Magnete sind verglichen mit kunststoffgebunden gepressten Magneten elastischer. Sie erreichen aufgrund der hohen Füllgrade jedoch nicht die mechanischen Eigenschaften technischer Kunststoffe. So ist es z.B. möglich, Verzahnungen direkt aus kunststoffgebundenem Magnetmaterial zu spritzen. Allerdings können solche Verzahnungen nur bei geringen Belastungen angewendet werden, da die Gleiteigenschaften im Vergleich zu ungefüllten Kunststoffen deutlich ungünstiger sind.

Die magnetischen Kenndaten variieren bei den kunststoffgebundenen, gespritzten Magneten in Abhängigkeit des Füllgrades und des verwendeten Magnetpulvers. Die möglichen maximalen Einsatztemperaturen variieren, abhängig von Magnet- und Matrixmaterial zwischen +120°C und +200°C. Bei ungünstigen Geometrien, besonders bei dünnen Wandstärken oder engen Polteilungen, können durch zu schnelle Erstarrungsvorgänge oder zu geringe Ausrichtfeldstärken Abweichungen von den Werkstoffdaten auftreten.

Die chemische Beständigkeit kunststoffgebundener, gespritzter Magnete wird, wie allgemein bei Verbundwerkstoffen, sowohl von der Kunststoffmatrix als auch vom magnetischen Füllstoff bestimmt. Magnete mit Polyphenylensulfid (PPS) als Trägermaterial weisen gegenüber PA-gebundenen Magneten eine deutlich bessere Chemikalienbeständigkeit (Öle, Fette, Kraftstoffe etc.) auf. Die Chemikalienbeständigkeit muss jedoch im Einzelfall geprüft werden.

DER WEG VOM ROHSTOFF ZU KUNSTSTOFFGEBUNDENEN, GESPRITZTEN MAGNETEN

  1. Wareneingang Einlegeteile (Achsen, Buchsen, Wellen etc.), Kunststoffgranulat, Magnetpulver
  2. Rohstoff-/Wareneingangsprüfung
  3. Compoundieren
  4. Spritzgießen ohne Magnetfeld (isotrop)
  5. Spritzgießen mit Magnetfeld (anisotrop)
  6. Mehrkomponenten-/Mehrstationen-/ Mehrstufenspritzgießen
  7. Magnetisieren, Markieren, Beschichten nach Kundenwunsch
  8. Warenausgangskontrolle
  9. Automatisierte Fertigungsprozesse: z.B. Zuführung von Einlegeteilen, Magnetisieren, magnetische und/oderoptische/mechanische Kontrolle, Verpacken

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