Glasfaser (GF)

Glasfaser (GF) verstärkte Kunststoffe – die 10 % bis 50 % Glasfasern in Basispolymere wie PA, PBT, PP und PC einarbeiten – sind dafür ausgelegt, Druckgussmetalle in tragenden Strukturanwendungen zu ersetzen. Das Hinzufügen von Glasfasern erhöht die Zugfestigkeit, das Biegemodul und die Wärmeformbeständigkeitstemperaturen (HDT) exponentiell, führt jedoch zu starkem abrasivem Werkzeugverschleiß, anisotropem Schrumpf (was Verzug verursacht) und dem kosmetischen Defekt der "schwimmenden Fasern". Bei Jucheng Precision, einem nach ISO 9001 und IATF 16949 zertifizierten Hersteller, begegnen wir diesen Herausforderungen durch hochharte Formenstähle (H13/S136, 52 HRC), spezielle Angussgrößen und druckbeaufschlagte Formtemperaturregelungen. Wir bieten innerhalb von 24 Stunden eine umfassende, kostenlose DFM-Analyse zur Simulation der Faserorientierung an und gewährleisten so hochsteife Teile, die durch Zeiss-KMG-Prüfung verifiziert werden.

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Unsere verfügbaren Materialien

PA-BASF Ultramid A3EG10

Als Ersatz für Druckgusszink und strukturelle Aluminiumlegierungen in Strukturbauteilen, die extremen mechanischen Belastungen und hohen Ermüdungsbelastungen ausgesetzt sind, bietet BASFs Ultramid A3EG10 eine Kompromisslose Lösung. Diese mit 50 % Glasfaser verstärkte Polyamid-66-Sorte (PA66-GF50) bietet eine massive Zugfestigkeit im spritzgegossenen, trockenen Zustand (DAM) von 230 MPa und ein Elastizitätsmodul von 16.500 MPa und verschiebt die Grenzen der strukturellen Leistungsfähigkeit von Kunststoffen. Bei Jucheng Precision, einem nach ISO 9001 und IATF 16949 zertifizierten Hersteller, sind wir auf Hochpräzisionsspritzguss von Ultramid A3EG10 spezialisiert. Unter Verwendung von 5-Achs-CNC-gefrästen H13-Stahlwerkzeugen kontrollieren wir dessen anisotropen Schrumpf (0,3 % parallel, 0,7 % senkrecht) und verhindern Oberflächen-Faserflug, wodurch fehlerfreie Strukturteile gewährleistet werden, die durch Zeiss-KMG verifiziert werden.

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PC-SABIC Lexan 3412

Um metallähnliche strukturelle Steifigkeit und außergewöhnlich niedrige Wärmeausdehnung in hochpräzisen elektrischen und Automobilgehäusen ohne übermäßiges Gewicht zu erreichen, ist ein spezieller Verbundwerkstoff erforderlich, den SABIC's Lexan 3412 liefert. Diese mit 20 % Glasfaser verstärkte Polycarbonat-Sorte (PC-GF20) bietet einen beeindruckenden Zugmodul von 5.500 MPa und eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) von 135°C, was extreme Dimensionsstabilität unter kontinuierlicher mechanischer Belastung gewährleistet. Jucheng Precision, tätig unter den Qualitätssystemen von IATF 16949 und ISO 9001, ist auf hochpräzises Spritzgießen von Lexan 3412 spezialisiert. Mit 5-Achs-CNC-gefrästen S136-Edelstahlwerkzeugen und Druckkühlung kontrollieren wir seine anisotrope Schrumpfung (0,25 % - 0,45 %) und verhindern Faserfließfehler, wodurch strukturell einwandfreie Komponenten geliefert werden, verifiziert durch Zeiss-KMG.

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PPS-Toray Torelina A504FG

Der Ersatz von schwerem Messing und Druckgussaluminium in modernen Hochtemperatur-Kfz-Kühlsystemen und dynamischen Pumpenbaugruppen ohne Beeinträchtigung der Dimensionsstabilität erfordert einen erstklassigen Verbundwerkstoff, den Torays TORELINA™ A504FG liefert. Diese mit 40 % Glasfaser verstärkte Polyphenylensulfid-Sorte (PPS-GF40) bietet ein außergewöhnliches Zugmodul von 14.500 MPa und eine extreme Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) von 265 °C, was eine nahezu Null-Wärmeausdehnung unter Last gewährleistet. Jucheng Precision, das nach IATF 16949- und ISO 9001-Qualitätssystemen arbeitet, ist auf Hochpräzisionsspritzguss von Torelina A504FG spezialisiert. Unterstützt durch 5-Achs-CNC-gefräste H13-Stahlwerkzeuge beherrschen wir dessen Neigung zu Gratbildung bei niedriger Viskosität (Trennlinien-Spalte unter 0,005 mm) und verhindern schwimmende Fasern, wodurch strukturell einwandfreie Komponenten gewährleistet werden, die durch Zeiss-KMG verifiziert werden.

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Gängige glasfaserverstärkte Sorten, die wir verarbeiten

Wir verarbeiten hochsteife glasfasergefüllte Compounds (mit 10 % bis 50 % GF-Anteil) unter Verwendung verschiedener Basispolymere, um Metalllegierungen zu ersetzen:

GF-verstärkte Klasse Typische Marke & Sorte Hauptmerkmale & Vorteile
PA66-GF30 / GF50
(Polyamid GF)
• DuPont Zytel 70G33L (33 % GF)
• BASF Ultramid A3EG6 (30 % GF)
• BASF Ultramid A3EG10 (50 % GF)
Extreme Zugfestigkeit, außergewöhnliche Kriechfestigkeit und eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) bis 250 °C. Entwickelt, um Druckgussaluminium in Motorhalterungen, Ansaugkrümmern und Gehäusen von Elektrowerkzeugen zu ersetzen.
PBT-GF30
(Polyester GF)
• Sabic Valox 420 (30% GF)
• DuPont Crastin SK605 (30% GF)
• BASF Ultradur B4300G6 (30% GF)
Hervorragende elektrische Isolierung und Formstabilität kombiniert mit hoher Steifigkeit. Minimiert feuchtigkeitsbedingte Quellung. Perfekt für Automotive-Steckverbinder, Sensorgehäuse und Spulenkörper.
PC-GF20 / GF30
(Polycarbonat GF)
• Sabic Lexan 3412 (20% GF)
• Covestro Makrolon 9415 (15% GF / FR)
Erhöht den Zugmodul und die Wärmebeständigkeit von PC bei gleichbleibender Schlagzähigkeit und geringem Schrumpf. Flammhemmende Optionen verfügbar. Verwendet in elektronischen Strukturrahmen und externen Zählergehäusen.
PP-GF30 / GF40
(Polypropylen GF)
• Sabic PP Compound 30% GF
• LyondellBasell Hostacom 40% GF
Kosteneffiziente strukturelle Verstärkung. Bietet geringe Dichte im Vergleich zu anderen GF-Engineering-Kunststoffen bei gleichbleibender Steifigkeit. Spezifiziert für große Automotive-Innentüren und Lüfterflügel.

Anwendbare Formgebungsverfahren für GF-Harze

Aufgrund der hohen Viskosität und Abrasivität von Glasfasern werden spezifische Werkzeugprozessstrukturen empfohlen:

Spritzgussverfahren Prozesseignung & Anwendung
Standard-Spritzguss Ausgezeichnet. Hervorragend geeignet für Strukturgehäuse, lasttragende Rahmen, Halterungen und Getriebegehäuse, die metallähnliche Steifigkeit erfordern.
Insert-Spritzguss Ausgezeichnet. Sehr zu empfehlen, um Gewindeeinsätze aus Metall in glasfaserverstärkte Strukturbauteile einzubetten und Schraubverbindungen vor Kriechen zu schützen.
Heißkanal-Spritzgießen Gut. Hält die Schmelzetemperaturen hochviskoser glasfaserverstärkter Polymere aufrecht und reduziert das Auftreten von Schwachstellen durch Bindenaht.

Verarbeitungsleitfaden für Glasfaser-(GF-)Spritzgießen

Die Zugabe von Glasfasern verändert die Schmelzeviskosität und das Fließverhalten der Basispolymere drastisch. Die strikte Einhaltung von Fertigungskontrollen ist zwingend erforderlich:

  • Werkzeugstahlhärte (Kontrolle des abrasiven Verschleißes): Glasfasern wirken stark abrasiv auf Stahlkavitäten. Um schnellen Verschleiß an Angüssen und Kavitätenwänden zu verhindern, verwendet Jucheng's interne Werkzeugbauabteilung gehärteten Werkzeugstahl (S136 oder H13), wärmebehandelt auf 48–52 HRC, kombiniert mit Nitrieren oder PVD-Verschleißschutzbeschichtungen.
  • Vermeidung von freiliegenden Fasern (Float Fiber): Ist die Werkzeugtemperatur kalt, erstarrt die Polymermatrix zu schnell, wodurch Fasern an die Randschicht aufsteigen können (was eine raue, weißliche Oberfläche verursacht). Wir setzen dynamisch hohe Werkzeugtemperaturen ein (80°C–120°C / 176°F–248°F), um die Oberflächenmatrix harzig und glänzend zu halten.
  • Umgang mit anisotroper Schrumpfung: Glasfaserverstärkte Harze weisen eine geringe Schwindung in Fließrichtung auf (0,15% bis 0,3%), aber eine deutlich höhere Schwindung senkrecht zur Fließrichtung (0,5% bis 0,8%). Unser Engineering-Team führt eine rigorose 24-stündige DFM-Analyse durch, um die Angussplatzierung zu optimieren und strukturelle Verformung zu minimieren.
  • Schmelztemperaturkompensation: Glasfaserverstärkte Polymere weisen eine hohe Schmelzeviskosität auf. Wir stellen die Zylindertemperaturen 10°C bis 20°C höher als die Standardeinstellungen des Basispolymers ein, um den Schmelzefluss zu verbessern und die Schnecke vor Scherermüdung zu schützen.

Wichtige Anwendungsindustrien für gespritzte GF-Bauteile

  • Automobil-Antriebsstränge (IATF 16949 zertifiziert): Ansaugkrümmer, Zylinderkopf-Motorabdeckungen, Kühlerwasserbehälter, Strukturhalterungen, Scheibenwischerarme und Gaspedale.
  • Elektrik & Smart-Grid-Hardware: Gehäuse für Schwerlaststeckverbinder, Gehäuse für Smart-Grid-Zähler, Leistungsschalter, Relaisklemmen und Spulenkörper für Elektrospulen.
  • Industrie- und Fluidmaschinen: Wasserpumpenlaufräder, Schwerlastgetriebe, industrielle Chemieventilgehäuse, Gehäuse für Elektrowerkzeuge und Hochdruck-Rohrkupplungen.
  • Konsum- und Outdoor-Güter: Hochsteife Lüfterräder, Schwerlast-Rahmen für Haushaltsgeräte, Rasenmäherdecks und dynamische Sportgeräterahmen.

Materialeigenschaften

Dichte (PA66-GF30) 1,35 - 1,40 g/cm³
Zugfestigkeit an der Streckgrenze (PA66-GF30) 150 - 210 MPa
Zugdehnung beim Bruch 2.0 - 4.0 %
Biegemodul (PA66-GF30) 7.500 - 10.000 MPa
Izod-Kerbschlagzähigkeit (gekerbt, 23°C) 80 - 130 J/m
Schmelztemperatur 260 - 265 °C
Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT @ 1,8 MPa) 230 - 250 °C
Linearer Formschwund (Fließrichtung) 0.15 - 0.35 %
Linearer Formschwund (Querrichtung) 0.50 - 0.80 %
Durchschlagfestigkeit 20 - 28 kV/mm
Spezifischer Durchgangswiderstand 1,0E+14 Ohm·cm
Maximale Bauteilgröße 1000 x 800 mm
Mindestbauteilgröße 1 x 1 mm