cellEQ® Dilatometer

Die Dilatometrie wird bereits seit Jahrzehnten verwendet, um die Änderung des spezifischen Volumens unterschiedlicher Stoffe unter verschiedenen Einflüssen zu messen. Im Bereich reaktiver Materialien wird mit der Dilatometrie bisher vor allem die Schwindung und die thermische Ausdehnung bestimmt.

Das cellEQ®-Dilatometer  vereint erstmals die Materialanalyse mit der Automatisierung und den exakten Einflüssen eines Fertigungsprozesses. So können die Materialien unter den Bedingungen, denen sie auch im Prozess ausgesetzt sind, untersucht werden und die Ergebnisse sind direkt übertragbar. Durch die integrierte Misch- und Dosiertechnik lassen sich auch extrem schnell reagierende Materialien in der isotherm vortemperierten Messzelle reproduzierbar analysieren.

Technische Details und Aufbau

Die cellEQ®-Dilatometer verfolgen einen design-to-cost Ansatz. Das heißt, Sie bekommen genau die Spezifikationen (Dosierung, Drücke, Temperaturen), die Sie benötigen – nicht mehr und nicht weniger. So sparen Sie Geld für wegfallende Features, die Sie in der Analyse gar nicht verwenden.

Ergebnisse der cellEQ-Dilatometer

Die cellEQ®-Dilatometer ermöglichen Ihnen natürlich mehr als nur die Schwindungsanalyse Ihres Materialsystems. Vielmehr lassen sich aus der Dichteänderung während der Reaktion diverse reaktionskinetische und thermische Kennwerte ermitteln.

Alle Kennwerte können unter dem Einfluss unterschiedlicher isothermer Werkzeugtemperaturen und -materialien, verschiedenen definierten Drücken, von diversen Füll- oder Hilfsstoffen wie z. B. Trennmitteln oder Katalysatoren, der Misch- und Dosiertechnik und vielen weiteren Prozessparametern ermittelt und untereinander verglichen werden. So kann für die weitere Material- oder Prozessentwicklung die optimale Kombination aus Materialsystem und Prozesseigenschaften gefunden werden.

Darstellbar sind die diskreten Schwindungsdaten oder der gesamte Schwindungsverlauf.

Unterschieden werden kann in chemischer und thermischer Schwindung. Das heißt zu wissen, was mit dem Material während der Reaktion im Werkzeug und was nach der Entformung passiert.

Zeit- und prozessabhängige Reaktionskinetik

Über die Dichteänderung reaktiver Materialien während der Reaktion können Kennwerte qualitativ und quantitativ bestimmt werden. Diese werden zudem durch unterschiedliche bei der Analyse eingesetzte Prozessparameter verglichen. Dazu gehören:

• die Zeit bis zum Start der chemischen Reaktion nach Dosierung in die Messzelle – Initiierung
• der Gelzeitpunkt als Umschlagzeitpunkt zwischen flüssig und fest
• der zeitabhängige Reaktionsumsatz bzw. die Zeit bis zum Erreichen einer vorher definierten Schwindung
• die gesamte Reaktionszeit
• je nach Auflösung und vorheriger Kalibrierung den Aushärtegrad bei Entformung
• der thermische Ausdehnungskoeffizient
• sowie weitere analysespezifische Kennwerte, die man individuell für den Vergleich seiner Materialien unter unterschiedlichen Prozessparametern festlegen kann

Vorteile der cellEQ-Dilatometer

Die cellEQ®-Dilatometer sind neuester Stand der Forschung und Entwicklung. Alle Geräte werden bei der Entwicklung und Fertigung vor der Inbetriebnahme genauestens kalibriert und ermöglichen somit erstmals die Bestimmung realistischer Materialdaten, wie sie auch bei der Verarbeitung vorliegen. Durch die kunststoffspezifische Ausrichtung der Analysegeräte ergeben sich eine ganze Reihe an Vorteilen, die hier kurz zusammengefasst sind. Natürlich ist es nicht nur jeder Punkt einzeln, aber vor allem die Kombination aller Vorteile das, was cellEQ®-Geräte auszeichnet.

Wegfallende Präparationszeiten

In geschlossenen Fertigungsprozessen werden mehrkomponentige reaktive Materialien nach dem Mischen direkt in ein isotherm vortemperiertes Werkzeug injiziert. Dieser Vorgang wird mit cellEQ®-Dilatometern komplett abgebildet. Durch die Injektion in die temperierte Messzelle und das direkte Starten der Messung können auch hochreaktive und extrem schnell aushärtende Materialien vollständig erfasst werden. Dies ist bei einem manuellen Mischen und einem anschließenden Einbringen in eine Messkammer, die dann noch auf Analysetemperatur geheizt wird, nicht möglich. Je schneller das System reagiert, desto mehr Daten gehen verloren und das Resultat entspricht nicht mehr der Realität in der Produktion, auch wenn die Messung nach Norm durchgeführt wird.

Mischen und Dosieren ohne manuellen Präparationsaufwand

Durch die integrierte Misch- und Dosiertechnik fällt die manuelle Präparation (Konditionieren und Mischen von Kleinstmengen) im Bereich mehrkomponentiger Harzsysteme weg. Dadurch werden zum einen bedienerspezifische Fehler vermieden. Zum anderen erfahren die Werkstoffe die gleichen Mischtechniken und damit verbundenen Temperaturen / Energien (z. B. Hochdruckvermischung) wie im späteren Fertigungsprozess, was sich wiederum auf die stattfindende Reaktion auswirkt. So können übertragbare Aussagen getroffen werden

Modularität für Ihren Prozess und Ihr Material

Im Bereich der reaktiven Kunststoffe gibt es eine Vielzahl an Prozessen und Anwendungen und somit unterschiedlichste Möglichkeiten Materialien zu verarbeiten.

Benötigen Sie also keine Mischtechnik oder direkte Dosiereinheit, weil Sie bei sich Prepregs oder Pressmassen wie z. B. SMC verarbeiten, möchten aber trotzdem Ihre Materialien unter realistischen Bedingungen analysieren? Kein Problem – unsere Geräte sind modular ausgelegt, so dass wir einzelne Anlagenkomponenten weglassen oder hinzufügen können – ganz wie Sie es benötigen und aus Ihren Prozessen kennen. Das Herzstück, die Messzelle, bleibt dabei größtenteils bestehen. Auch hier können Sie zwischen unterschiedlichen Komplexitätsgraden wählen, wobei beispielsweise die Integration zusätzlicher Sensorik möglich ist. Kontaktieren Sie uns einfach mit Ihren Wünschen.

Automation und geschlossene Systeme

Sie müssen nicht mehr offen mit gefährlichen chemischen Substanzen hantieren oder komplexen Analysesequenzen folgen. Nutzen Sie Ihre Erfahrungen aus den bestehenden Fertigungsprozessen oder der Materialentwicklung zur Bedienung der Geräte – keine spezielle Ausbildung notwendig. Die Geräte werden alle von einer zentralen Einheit gesteuert und die Daten direkt ausgegeben.

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