Duroplast

Duromere

Duroplaste werden aufgrund ihrer Form-, Thermischen-, Chemikalienbeständigkeit und Härte zunehmend in Bereichen eingesetzt, die bislang metallischen Werkstoffen vorbehalten waren. Durch Fortschritte in Materialforschung und Verarbeitungstechnik erweitert sich das mögliche Einsatzspektrum ständig. In vielen Bereichen können Duroplaste inzwischen technisch-konstruktive Vorzüge mit klaren Kostenvorteilen gegenüber Metallen verbinden.

Unterschieden wird zwischen rieselfähigem Duroplast und teigigen, pastösen BMC-/SMC-Formmassen: SMC- und BMC-Formmassen basieren auf einem styrolhaltigen Polyester-Harz. Die Lieferform ist pastös. Daher sind besondere Zuführeinrichtungen für die Verarbeitung (z.B. sog. Stopfer) erforderlich. Rieselfähige Duroplast-Formmassen sind granuliert und können über Standardfülltrichter zugeführt werden.

Einsatzgebiete
Ersatz von technischen Metallteilen als Leichtbauvariante, Ersatz von Metallen durch gleiche Längenausdehnungsfaktoren, Einsatz für hoch beanspruchte, extrem glatte und präzise Oberflächen.

Einlegeteile wie Buchsen, Schrauben, Stifte, Formteile etc., die

  • Temperaturen von ca. 180 ° C standhalten

  • die die auftretenden Drücke vertragen

können verarbeitet und gasdicht eingebettet werden. Es kommen dabei überwiegend Metalle (Stahl, V2A, Messing) zum Einsatz.

Die von uns eingesetzten Materialien entsprechen den RoHS und REACH-Richtlinien. Eine entsprechende Erklärung können Sie in unserem Download-Bereich herunterladen.

Werkstoffe

Epoxidharze (EP)

Epoxidharze besitzen sehr gute mechanische Eigenschaften und gute chemische Beständigkeiten. EP-Harze werden in Verbindung mit Glasfaser, Kohlefaser oder Aramidfaser für mechanisch hoch belastete Produkte und für die Ummantelung von Elektroniken und Sensoren verwendet werden.




Melamin- / Melamin-Phenolharze (MF / MP)

Melaminharze sind im Vergleich zu anderen Duroplasten gut witterungs- und lichtbeständig und haben eine gute mechanische Stabilität. Sie verfügen über eine gute Oberflächenhärte und sind dadurch kratzfest bei einem hohen Oberflächenglanz. Bestimmte MF-Typen sind auch für den Einsatz im Lebensmittelbereich zugelassen.




Ungesättigte Polyesterharze (UP)

Ungesättigte Polyesterharze werden als sogenannte „Teigmassen (SMC)“ verarbeitet. In der Regel sind diese Formmassen mit hohen Füllstoffgehalten versehen, wodurch sie eine höhere Festigkeit erhalten und für hohe mechanische Belastungen nutzbar sind. Anwendungen sind zum Beispiel Schalter- und Steckerteile, Gerätegehäuse oder Fahrzeugteile.




Harnstoffharze (UF)

Die auch als Aminoplaste bezeichneten Harnstoffharze wurden bereits in den 1920er-Jahren als Duroplast verwendet: Ihre gute Färbbarkeit und ihre Lebensmittelechtheit sind einige der Vorteile dieser Materialien. Heute werden Harnstoffharze eher als Klebstoff und Bindemittel in der Möbelindustrie eingesetzt, finden aber auch als Gehäuse für Haushaltsgeräte, als Sanitärprodukte oder als technische Teile wie Schaltergehäuse oder Kontaktleisten ihre Anwendung.




Phenolharze (PF)

Phenolharzformmassen sind die ersten vollsynthetischen Kunststoffe gewesen und wurden Anfang des 19. Jahrhunderts auf den Markt gebracht. Die Formmassen werden mit Glas-, organischen Fasern oder anorganischen Füllstoffen verstärkt. Sie besitzen hervorragende elektrische Eigenschaften, eine gute Wärmeformbeständigkeit, sehr gute Chemikalienbeständigkeit und Dimensionsstabilität. Aufgrund der geringen Verarbeitungsschwindung, der sehr guten mechanischen Eigenschaften, der hohen Oberflächenhärte und hervorragenden Oberflächengüte werden Phenolharzformmassen in unterschiedlichsten Bereichen für Gehäuse oder Funktionsbauteile zur Substitution von metallischen Werkstoffen eingesetzt.




BMC (Bulk Moulding Compound)




SMC (Sheet Molding Compound)




Verarbeitung

Wir verarbeiten Duroplaste mit Hilfe unterschiedlicher Verfahren:

Pressen

Das Pressverfahren bietet einige Vorteile bei den Eigenschaften der Bauteile und im Produktionsprozess gegenüber dem Spritzgussverfahren.

Durch die Technik bedingt haben die Bauteile eine höhere Festigkeit, sie haben keinen Anguss und fast keinen Verzug. Die Qualität der Oberfläche ist deutlich besser. Auch ist ein Material- und/oder Farbwechsel deutlich einfacher, was sich bei kleinen Losgrössen durch eine Reduktion der Rüstzeiten deutlich auswirkt.

Wir verarbeiten alle Duroplast-Materialien im Pressverfahren. Es werden Duroplast-Materialien als Pulver, Granulat, Tabletten, SMC-Matten und BMC-Formmassen im Pressverfahren bei uns verarbeitet. Das Einlegen von Metallteilen, wie Schrauben, Muttern, Buchsen, Kontaktbleche ist möglich.




Spritzpressen

Das Spritzpressen, das auch als Transferpressen bezeichnet wird, ist ein Verfahren das zwischen Pressen und Spritzgiessen einzuordnen ist.

Hierzu wird das Duroplast-Material in eine Kammer eingelegt und nach dem Schließen des Werkzeuges in die einzelnen Kavitäten gepresst. Voraussetzung für dieses Verfahren ist gut fließfähiges Material, das in der Regel tablettiert wird. So können Volumen und Gewicht gleich gehalten werden um einen konstanten Prozess zu gewährleisten.

Im Vergleich zum reinen Pressverfahren können die Zykluszeiten reduziert werden, da das Material zusätzlich noch Friktionswärme aufnimmt und so schneller reagiert. Durch das niederviskose Material können Einlegeteile im Werkzeug geschont werden.




Spritzprägen

Im Spritzprägeverfahren wird das Spritzgiess- und das Pressverfahren kombiniert.

Hierdurch kann eine hohe Automatisierung mit hoher Effizienz erreicht werden. Die mechanischen Eigenschaften der Bauteile werden durch eine Verbesserung der Orientierung der enthaltenen Glasfasern optinmiert. Da beim Einspritzvorgang das Werkzeug nicht ganz geschlossen ist wird eine optimale Entlüftung erreicht. Durch das anschließende Prägen wird die Festigkeit des Bauteiles erhöht, die Schwindung reduziert.




Spritzgiessen

Spritzgiessen ist ein sehr effizientes Herstellungsverfahren.

Duroplast ProduktionWir verarbeiten mit diesem Verfahren alle rieselfähigen Duroplast-Materialien.

Für die Verarbeitung von Duroplasten müssen die Spritzgussmaschinen speziell ausgerüstet sein. Die Unterschiede liegen in den Plastifziereinheiten und der Steuerung die Zusatzfunktionen benötigt. Auch die Werkzeuge unterscheiden sich komplett von Thermoplastwerkzeugen.




Durch das Formteil, das Material und die benötigte Menge wird das Verfahren bestimmt.

Werkzeuge

Werkzeuge für die Fertigung von Duroplast-Formteilen haben spezielle Anforderungen.

Im Gegensatz zu Thermoplast-Werkzeugen müssen Duroplast-Werkzeug beheizt werden. Je nach Größe und Art des Werkzeuges werden hierzu Heizpatronen oder Heizrahmen verwendet. Zum Bau der Werkzeuge muss durchgängig gehärteter zäher Stahl eingesetzt werden. Eine hohe Paßgenauigkeit der Einzelteile muss gegeben sein um die Gratbildung zur minimieren. Zum Ableiten von entstehenden Gasen muss ein besonderes Augenmerk auf die Position und Dimension der Entlüftungen gelegt werden.

Je nach gewähltem Produktionsverfahren müssen weitere Punkte beachtet werden.

Gerne unterstützen wir Sie in der Entwicklung der Werkzeuge zusammen mit unseren Partnern aus dem Werkzeugbau.

Wichtigste Vorteile

  • widerstandsfähig gegen Chemikalien und aggressive Medien

  • Masse ist einstellbar ob elektrisch leitend oder nicht

  • vorteilhaftes Brandverhalten

  • hohe Wärmeleitfähigkeit

  • geringe Drücke

  • gute Anbindung an Metalle

  • hohe Anforderung an Form- und Lagetoleranz

  • ca. 30% Gewichtsersparnis gegenüber Alu

  • sehr niedriger, linearer Längenausdehnungskoeffizient

  • sehr dimensionsstabil auch bei Temperaturen über 180 °C

  • Temperaturbeständig bis 240°

  • sehr gute dynamische Eigenschaften

  • sehr UV-Stabil

  • kein Korrosionsschutz erforderlich

  • niedriger Kaltfluss

  • große Wandstärkenunterschiede möglich

  • Die meisten Duroplaste schwinden nicht oder nur sehr wenig und weisen einen sehr geringen Verzug auf. Dies ermöglicht die Einhaltung engster Toleranzen auch bei dickwandigen Bauteilen

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