T. Maenz1, G. Hülder1, M. Gehde2 Renningen1

TECHNOMER 2015 – Komplex 1: Spritzgießen V 1.4
T. Maenz1, G. Hülder1, M. Gehde2
Renningen1, Chemnitz2
Einfluss von Matrixmaterial und Partikelgeometrie auf die magnetischen Eigenschaften anisotroper kunststoffgebundener Dauermagnete
Kunststoffgebundene Dauermagnete weisen insbesondere für Anwendungen in
elektrischen Kleinmotoren und für Sensoren ein großes Potenzial auf. Die herkömmliche Bauweise elektrischer Kleinantriebe beruht oft auf der Kombination von gesinterten Magneten mit komplexen Blechpaketen, die in einer Vielzahl aufwendiger
Prozessschritte kombiniert werden müssen. Außerdem müssen diese Produkte zusätzlich durch eine Kapselung vor aggressiven Medien geschützt werden. Durch den
Einsatz kunststoffgebundener Dauermagnete können hier Montageschritte reduziert
und somit die Bauteilkosten deutlich gesenkt werden. Außerdem wird durch das
Spritzgießen ein hoher Formfreiheitsgrad erreicht, wodurch weitere Vorteile in der
Bauteilgestaltung und in der Magnetkreisauslegung gegeben sind. Auf der anderen
Seite haben kunststoffgebundene Dauermagnete immer schlechtere Eigenschaften
als ihre gesinterten oder gepressten Vorbilder, da der Füllstoffgehalt beim Spritzgießen beschränkt ist. Aus diesem Grund ist es umso wichtiger, dass der Orientierungsgrad der anisotropen* Füllstoffe so hoch wie möglich ist. Kommerziell verfügbare
Compounds basieren derzeit auf thermoplastischen Matrizes wie PA12 oder PPS.
Der Einsatz duroplastischer Matrixwerkstoffe (z.B. Epoxide) soll auf Grund der geringeren Viskosität zu einer besseren Orientierung der Partikel im anliegenden Magnetfeld führen. Darüber hinaus kann durch den Einsatz duroplastischer
Matrixmaterialien der Füllstoffgehalt weiter gesteigert werden. Die Kombination dieser beiden Schlüsseleigenschaften sollte zu besseren magnetischen Eigenschaften
führen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss verschiedener Matrixmaterialien auf die Orientierung der Füllstoffe sowie mit dem Einfluss der Füllstoffgeometrie
auf die Ausrichtbarkeit der Partikel im Spritzgießprozess. Dazu werden Probekörper
in einem Werkzeug mit integriertem Magnetrichtfeld hergestellt und anschließend die
magnetischen Eigenschaften der Probekörper gemessen. Weiterhin wird die Füllstofforientierung mittels Lichtmikroskopie eingehender untersucht. Um den Einfluss des
Fließverhaltens der Matrixmaterialien genauer feststellen zu können, werden außerdem Probekörper ohne Magnetfeld hergestellt und auf die gleiche Weise untersucht.
Hiermit soll gezeigt werden, wie das Ausrichtverhalten der Magnetpartikel im Magnetfeld von Matrix und Partikelgeometrie beeinflusst wird.
*
Die verwendeten magnetischen Partikel weisen eine magnetische Vorzugsorientierung auf. Diese Anisotropie stammt aus dem Herstellverfahren und ist
abhängig von den einzelnen Kristallorientierungen im Partikel.
Kontakt:
Torsten Maenz
Firma:
Robert Bosch GmbH, Renningen
Telefon: 07118 1112043
E-Mail:
[email protected]