Moderne PTFE-Beschichtungsprozesse bei GMORS

Technische Papiere

GMORS bietet verschiedene Lösungen für reibungsarme Elastomerdichtungen. Eine besonders interessante Technik ist die PTFE-Beschichtung. Dabei handelt es sich um einen trockenen Film, der die Oberflächenreibung von Dichtungen senkt, ohne dass flüssiges Schmiermittel zum Einsatz kommt. Der moderne PTFE-Beschichtungsprozess von GMORS bietet zahlreiche Vorteile für Montagelinien und sorgt für eine hochwertige und zuverlässige Dichtungsbeschichtung. Mit PTFE-Beschichtungen von GMORS kann der statische Reibungskoeffizient bei jedem Gummimaterial um mehr als 70 % gesenkt werden, wie in Abbildung 1 gezeigt.

Abbildung 1. Statischer Reibungskoeffizient der Materialien mit und ohne PTFE-Beschichtung

Eine mikrometerdicke Beschichtung verändert die Oberflächeneigenschaften und verhindert den Haft-Gleit-Effekt. Automatisierte/manuelle Montagelinien profitieren von den verbesserten Reibungseigenschaften, die Anhaften, Verdrehen oder Reißen von Dichtungen verhindern. Die leichte Montage verbessert zudem die Produktionseffizienz. Anhand von Farben wird außerdem die Erkennung gleicher Teile unterstützt, um Verwechslungen zu verhindern.

Abbildung 2.Vorteile der PTFE-Beschichtung, darunter Unterscheidung und Identifikation, leichte Montage, geringere Reibung und Vermeidung von Anhaften.

Im Beschichtungsprozess von GMORS widmen wir uns der Bereitstellung einer funktionalen Beschichtung ohne negative Auswirkungen auf die Dichteigenschaften. Um die Bedürfnisse unserer Kunden besser zu erkennen und zu erfüllen, überprüfen wir verschiedene Aspekte der Beschichtung, etwa Wärme- und Chemikalienbeständigkeit, Dicke, Montageleichtigkeit und Reinheit. Unser Laborexperten führen sorgfältig unter Nutzung innovativer Techniken diverse Versuche und strenge Überprüfungen durch, um unsere Kunden mit den besten Beschichtungslösungen zu versorgen.


Ölimmersion und Wärmealterung
Die Beschichtung muss den spezifischen Umgebungs- und Einsatzbedingungen der Kundenanwendungen standhalten. Unser Prüfungsschwerpunkt liegt daher auf der Beständigkeit gegenüber Hitze und Chemikalien. Indem wir ähnliche Umgebungen wie beim Kunden schaffen, prüfen wir die PTFE-Beschichtungen – und konnten so bei unseren neuen Beschichtungstechniken deutliche Verbesserungen bei Chemikalienbeständigkeit und Wärmestabilität erreichen.

Wie in Abbildung (3a) gezeigt, wird eine mit PTFE beschichtete Dichtung in ein Probefluid getaucht, unterliegt einer starken Farbveränderung. Mit den modernen PTFE-Beschichtungstechniken, die unter (3b) gezeigt werden, behält die Dichtung dagegen ihr Erscheinungsbild nach dem Eintauchen bei.
Figure (3a)(3b).
Abbildung (3a) (3b). Dichtungen werden bei 150 °C 168 Stunden lang in ein Zielfluid getaucht..

Abbildung (4a) zeigt zudem, dass die einfache Beschichtung durch einen Wärmealterungstest schwer beschädigt wurde und sich stark verfärbte. Bei den modernen PTFE-Beschichtungstechniken dagegen ist keine Farbveränderung zu beobachten (Abbildung (4b)). Die Wärmebeständigkeit wurde verbessert.
Figure (4a)(4b).
Abbildung (4a) (4b). Dichtungen werden bei 175 °C 168 Stunden lang erwärmt.


Montagesimulationsversuch
Hinsichtlich des Beschichtungszustands während der Montage wird eine gute Anhaftung der Beschichtung an der Dichtungsoberfläche ohne sichtbare Risse oder Abblätterungen erwartet. Daher führen wir einen Montagesimulationsversuch durch, um uns vor allem mit der Anhaftung der Beschichtung zu befassen. Wir dehnen die Probe in 10 Zyklen um 100 % und beobachten die Probe unter einem Mikroskop mit 500-facher Vergrößerung. Bei der modernen Beschichtung von GMORS sind keine Risse oder Schäden zu erkennen, wie in Abbildung (5a) gezeigt.

Figure (5a)

Abbildung (5a). Probe mit moderner Beschichtung vor und nach dem Montagesimulationsversuch. Es sind keine Veränderungen oder Risse zu erkennen.

Ein Vergleich der Ergebnisse bei moderner Beschichtung und minderwertiger Beschichtung nach 10 Zyklen der Dehnung um 100 % wird in Abbildung 6 gezeigt. Bei der minderwertigen Beschichtung sind schwere Beschädigungen zu beobachten, während die moderne Beschichtung unbeschädigt bleibt.

Figure 6
Abbildung 6. Unterschied zwischen moderner Beschichtung und minderwertiger Beschichtung nach dem Montagesimulationsversuch.

Reinheit
Überwachung der technischen Reinheit ist in immer mehr führenden Branchen ein entscheidendes Muss. Die PTFE-Beschichtung ist ein trockener Film auf Gummidichtungen, der Kunden Probleme durch Verunreinigung mit flüssigen Schmiermitteln erspart. Allerdings können zahlreiche externe Faktoren nach wie vor Beschichtungspartikel erzeugen. Diese Bruchstücke können die Umgebung verunreinigen; und genau dies möchte GMORS verhindern.
Auf Grundlage des Montagesimulationsversuchs kann die moderne Beschichtung von GMORS die meisten Reinheitsanforderungen des Automobil-OEM-Marktes erfüllen: Güteklasse G6, ISO 16232.[1]
                   Reinheitsanalysebericht zu beschichteten Dichtungen gemäß ISO 16232                 



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Dickenmessung
GMORS setzt modernste Geräte zur präzisen Analyse unterschiedlicher Eigenschaften von Dichtungsteilen ein. Dazu zählt ein hochauflösendes Mikroskop, mit dem wir nach dem Beschichtungsprozess Oberflächendetails betrachten können. Dies umfasst Dickenmessungen der Beschichtung, Oberflächenrauheit oder andere mikroskopische Überprüfungen; durch diese Anlage erhalten wir eine schnelle und klare Ansicht vor und nach der Oberflächenbehandlung der Dichtungen.

Die Beschichtungsdicke wurde wie in Abbildung 7 gezeigt gemessen. Der Querschnitt des Produktes muss speziell bearbeitet werden, um die ursprüngliche Beschichtungsform zur präzisen Dickenmessung per Mikroskop beizubehalten. Es wird eine starke Vergrößerung benötigt, um eine nur Mikrometer dicke Beschichtung zu messen/zu beobachten.
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Abbildung 7. Eine Dichtung mit einer dünnen Schicht einer farbigen Beschichtung wurde unter starker Vergrößerung im Querschnitt betrachtet.


[1] An expected value of cleanliness which will require further test for each occasion.

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