Mit der genauen Werkstoffsorte und den Prüfbedingungen beginnen
Lesen Sie beim Vergleich von Daten zu UHMWPE-Platten die Eigenschaftsbezeichnung, das Prüfverfahren, die Einheiten und die Fußnoten zusammen. Ein Ergebnis für eine eindeutig bezeichnete Werkstoffsorte unter angegebenen Bedingungen hilft bei der Vorauswahl. Es ist jedoch nicht automatisch eine Garantie für jede UHMWPE-Platte oder für das Fertigteil, das Sie konstruieren.
Was die Werkstoffbezeichnung aussagt
UHMWPE steht für ultrahochmolekulares Polyethylen. In Plattenkatalogen werden auch PE-UHMW und PE1000 verwendet. Diese Bezeichnungen stehen für eine Werkstofffamilie, nicht für eine Plattendicke oder eine vollständige Leistungsspezifikation. Halten Sie die genaue Werkstoffsorte, die Rezeptur und die Halbzeugform fest, bevor Sie Ergebnisse vergleichen.
Prüfen Sie, ob eine Angabe als typischer Wert, Richtwert, Mindestwert oder vereinbarte Abnahmegrenze gilt. Ein Mittelwert darf nicht als garantierter Mindestwert behandelt werden. Ein leeres Tabellenfeld bedeutet, dass kein Ergebnis angegeben ist, nicht dass die Eigenschaft den Wert null hat oder der Werkstoff unbegrenzt belastbar ist.
Verschleißmessungen und Reibung getrennt betrachten
Verschleißdaten beschreiben den Materialverlust in einem bestimmten Versuch. Ein Sand-Wasser-Versuch kann den relativen Volumenverlust gegenüber einem benannten Referenzmaterial als Index angeben. Beim Gleitverschleiß kann der Verlust dagegen auf den zurückgelegten Gleitweg bezogen sein. Vergleichen Sie zuerst das Verfahren und die Referenz: Zwei unterschiedliche Verschleißkennwerte müssen nicht dieselbe Beanspruchung abbilden.
Der Reibungskoeffizient beschreibt den Widerstand gegen eine Relativbewegung zwischen zwei Oberflächen. Unterscheiden Sie Anlauf- bzw. Haftreibung von Gleit- bzw. dynamischer Reibung. Beachten Sie den Werkstoff und die Oberflächenbeschaffenheit des Gleitpartners, die Flächenpressung, die Geschwindigkeit, die Temperatur sowie die Frage, ob trocken, in Wasser oder mit Schmierung geprüft wurde. Für UHMWPE ist der Reibungskoeffizient kein fester Wert für alle Kontaktpaarungen.
Beurteilen Sie bei einer Führung oder Auskleidung Verschleiß und Gleitverhalten getrennt. Ein niedriger Reibungskoeffizient belegt für sich allein keinen geringen Verschleiß bei abrasivem Materialfluss. Ebenso zeigt ein günstiges Abriebergebnis nicht, wie leicht ein Bauteil an seiner tatsächlichen Gegenfläche aus dem Stillstand losgleitet.
Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Dauerbelastung unterscheiden
Streckspannung und Bruchspannung im Zugversuch beziehen sich auf unterschiedliche Punkte des Versuchs. Der Zugmodul beschreibt die Steifigkeit, nicht dieselbe Eigenschaft wie die Festigkeit. Beachten Sie Prüfgeschwindigkeit und Temperatur. Vergleichen Sie Zug- und Biegekennwerte nicht so, als wären die Belastungsarten identisch.
Ein Ergebnis zur Schlagzähigkeit braucht Angaben zum Prüfverfahren, zur Kerbgeometrie, zu den Probekörpermaßen und zur Prüftemperatur. Die Angabe „ohne Bruch“ bedeutet, dass der Probekörper in diesem Versuch nicht gebrochen ist. Sie steht nicht für eine unbegrenzt zulässige Stoßbelastung. Auch für den Kälteeinsatz sind Nachweise zur konkreten Werkstoffsorte und Temperatur erforderlich.
Eine Tabelle kann Druckspannungen bei 1 %, 2 % oder 5 % Stauchung angeben. Diese Spannungen gehören zu einer jeweils definierten Verformung. Sie sind keine untereinander austauschbaren zulässigen Lasten für ein Bauteil. Unter Dauerlast kann sich UHMWPE zeitabhängig verformen, also kriechen. Wenn eine Führung ihr Spiel oder eine Auflage ihre Form halten muss, benötigen Sie Verformungsdaten für die maßgebliche Belastungsdauer und Temperatur.
Thermische Kennwerte nach ihrem jeweiligen Zweck lesen
Schmelztemperatur, Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) und ein angegebener Einsatztemperaturbereich beantworten unterschiedliche Fragen. Die HDT wird unter einer festgelegten Biegespannung bestimmt. Ein Schmelztemperaturwert ist keine Betriebsgrenze für ein belastetes Bauteil. Prüfen Sie, ob die Hinweise zur Einsatztemperatur für ein unbelastetes Teil, den Einsatz in Luft, eine kurzzeitige Belastung oder einen längeren Betrieb gelten.
Beachten Sie bei der Wärmeausdehnung den Koeffizienten, seine Einheiten und den Temperaturbereich. Plattenlänge und erwartete Temperaturänderung bestimmen die Bewegung, die die Befestigung zulassen muss. Prüfen Sie Fugenbreiten und das Spiel an den Befestigungspunkten der Baugruppe. Eine geringe Wasseraufnahme verhindert keine temperaturbedingte Ausdehnung.
Wasseraufnahme und chemische Beständigkeit trennen
Bei einer prozentualen Wasseraufnahme müssen Prüfdauer, Wassertemperatur und Konditionierung der Probekörper angegeben sein. Ein Ergebnis nach 24 Stunden Wasserlagerung ist nicht dasselbe wie ein Wert bei Sättigung. Eine geringe Aufnahme ist im Nasseinsatz nützlich, belegt aber keine Beständigkeit gegen jedes Prozessmedium oder Reinigungsmittel.
Geben Sie für den Kontakt mit Chemikalien den Stoff, seine Konzentration, die Temperatur, die Kontaktdauer und die mechanische Belastung an. Berücksichtigen Sie auch Reinigungsmittel und Schmierstoffe, nicht nur das übliche Prozessmedium. Beständigkeitsangaben für die gewählte Werkstoffsorte sind aussagekräftiger als eine pauschale Behauptung, UHMWPE sei chemisch inert.
Sondereigenschaften und die gelieferte Halbzeugform prüfen
Anforderungen an Lebensmittelkontakt, elektrostatische Ableitfähigkeit, UV-Beständigkeit und andere Sondereigenschaften brauchen Nachweise für die angebotene Rezeptur und die vorgesehenen Einsatzbedingungen. Unterlagen zum Lebensmittelkontakt für eine Werkstoffsorte oder Farbe gelten nicht automatisch für eine andere. Prüfen Sie den angegebenen Verwendungszweck, mögliche Einschränkungen und die tatsächlich gelieferte Rezeptur.
Unterscheiden Sie bei Anforderungen an die Ableitung statischer Elektrizität den Oberflächenwiderstand in Ohm (Ω) vom spezifischen Durchgangswiderstand in Ohmzentimetern (Ω·cm). Beachten Sie auch das Prüfverfahren. Eine schwarze Platte ist nicht automatisch antistatisch oder elektrisch leitfähig. Vergleichen Sie die vorgegebene elektrische Anforderung mit Daten zur tatsächlichen Rezeptur, statt sich auf die Farbe oder die allgemeine Bezeichnung UHMWPE zu verlassen.
Unterscheiden Sie außerdem Daten zum Ausgangspolymer von Eigenschaftsangaben für fertige Halbzeuge. Herkömmliches UHMWPE hat eine sehr hohe Schmelzviskosität. Formpressen und Kolbenextrusion sind übliche Verfahren zur Halbzeugherstellung; anschließend folgt die spanende Bearbeitung. Es gibt spezielle, aus der Schmelze verarbeitbare Werkstoffsorten. Deren Verarbeitungsmöglichkeiten dürfen jedoch nicht auf gewöhnliche Plattenhalbzeuge übertragen werden.
Werkstofffragen anhand der Daten gezielt klären
Wenn Sie Platten mit uns vergleichen, nennen Sie die für Ihre Konstruktion maßgebliche Eigenschaft und die zugehörigen Prüfbedingungen. Teilen Sie uns mit, welche Werte der Vorauswahl dienen und welche als Abnahmeanforderungen gelten. Unser Leitfaden zur UHMWPE-Werkstoffauswahl erläutert die wichtigsten Zielkonflikte.
Beispiele für Auskleidungen, Führungen und spanend bearbeitete Verschleißteile finden Sie in unserem Leitfaden zu UHMWPE-Anwendungen. Senden Sie uns bei Ihrer Anfrage die relevante Werkstoffspezifikation oder die Referenz des Datenblatts. So können wir die angebotene Werkstoffsorte und den Bearbeitungsumfang anhand Ihrer Anforderung besprechen.
