Versiegler für poröse Blockmaterialien Mikon® 399 MC

Hohe Prozesssicherheit und Qualität im Modell- und Formenbau

 

Die Herausforderung

Im Modell- und Formenbau werden standardmäßig poröse Blockmaterialien eingesetzt. Diese müssen vor dem Auftragen des für die Fertigung erforderlichen Trennmittels mit einer Grundierung behandelt werden, um die Poren zu verschließen und ein „Aufsaugen“ des Trennmittels durch das Blockmaterial zu verhindern.

Hierfür wurden traditionell mehrkomponentige Autolacke verwendet, die eine sehr arbeits- und zeitaufwendige Präparierung der Formen, gekennzeichnet durch Schleifen und Polieren nach jedem Lackauftrag bei einer insgesamt hohen Anzahl an Einzelschichten, erforderten. Die Haftung des Trennmittels auf der Lackschicht war gering und die Lacke wiesen eine unzureichende chemische Beständigkeit gegenüber dem Trennmittel und der bei der Fertigung eingesetzten Phenol- oder Epoxidharze auf. Dies resultierte in einer schlechten Qualität der Formteile.

Trotz kürzerer Vorbereitungszeit waren auch neuere wachsbasierte 1K-Versieglersysteme sehr aufwendig in der Verarbeitung und erforderten meist das Aufbringen von 20-30 Einzelschichten, um eine vollständige Versiegelung der Poren zu gewährleisten. Dies war insbesondere bei der Fertigung von Teilen mit hoher geforderter Passgenauigkeit problematisch.

Die Prozesssicherheit war insgesamt bei beiden Versieglerarten sehr niedrig.

 

Unsere Lösung

Das Team von Münch Chemie International GmbH analysierte die Produktionsbedingungen im Modell- und Formenbau. Insbesondere die eingesetzten Blockmaterialien sowie Harze und Trennmittel wurden hinsichtlich ihrer chemischen und physikalischen Wechselwirkungen unter den üblichen Prozessparametern untersucht.

Anschließend recherchierten die Chemiker von Münch geeignete Rohstoffe, die eine homogene Versiegelung der Poren ermöglichen, und entwickelten einen innovativen einkomponentigen Oberflächenversiegler, der sich gut auf dem Blockmaterial auftragen ließ und rasch ablüftete.

Erste Versuche im Labor waren sehr vielversprechend: Bereits nach zweimaligem Auftrag des neuen Versieglers Mikon® 399 MC mittels Spritzpistolenbedüsung oder Tuch / Pinsel wurde eine sehr homogene glatte Oberfläche erhalten. Mikroskopische Untersuchungen haben gezeigt, dass alle Poren gleichmäßig verschlossen waren, obwohl die aufgebrachte Schicht lediglich eine Schichtdicke von ≤ 1 µm aufwies. Nach einer Ablüftzeit von ca. 5 Minuten bei einer Raumtemperatur von 20°C bietet die Formulierung einzigartige Eigenschaften wie z. B. eine Hochglanz-Oberfläche, ohne dass eine Nachbearbeitung (Schleifen, Polieren) erforderlich ist. Anschließend aufgebrachte semipermanente Trennmittel auf Wasser- oder Lösemittelbasis zeigten eine gute Haftung auf der Versieglerschicht. Die Laborergebnisse wurden durch Kundenversuche bestätigt. Hierbei erwies sich insbesondere die einfache Handhabung des 1K-Systems, die keinerlei Vor- oder Nachbereitung erfordert, als signifikanter Vorteil. Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung des neuen Versieglers in Kombination mit einem Trennmittel aus der Mikon®-Produktserie eine hohe Prozesssicherheit und Qualität der Teile hinsichtlich Oberflächengüte und Passgenauigkeit gewährleistet. Durch die hohe chemische und physikalische Beständigkeit der Versieglerschicht waren erstmals mehrere Entformungen pro Trennmittelauftrag möglich.

Somit kann Münch Chemie International GmbH als bisher einziges Unternehmen weltweit seinen Kunden im Modell- und Formenbau einen neuartigen Versiegler für poröse Blockmaterialien anbieten, der bei einfacher Handhabung und niedrigem Verbrauch eine hohe Prozesssicherheit und Qualität gewährleistet und gleichzeitig immense Kosteneinsparungen ermöglicht.

 

Ihre Vorteile

  • geringerer Materialverbrauch (ca. 25 g/m² Mikon® 399 MC statt vormals ca. 30-40 g/m² an wachshaltigem Versiegler)
  • Minimierung des Arbeitsaufwandes (gebrauchsfertiges Produkt, max. 2-3 Schichtaufträge nötig, kurze Ablüftzeiten, keine Nachbearbeitung der Form erforderlich)
  • Applikation mittels aller gängiger Methoden (Sprühen, Wischen, Pinseln) möglich
  • hohe Temperatur- sowie chemische Beständigkeit des Versieglers
  • Versiegler auch als farbige Variante erhältlich
  • Erhöhung der Prozesssicherheit (Versiegler optimal abgestimmt auf Trennmittel der Mikon®-Serie)
  • Verbesserung der Qualität gefertigter Teile (verbesserte Oberflächengüte, hohe Passgenauigkeit)
  • hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis
  • gesteigerte Effizienz und Wirtschaftlichkeit

 

Praktisches Beispiel

Das folgende Beispiel zeigt die zahlreichen Vorteile des Einsatzes unseres innovativen Oberflächenversieglers für Blockmaterialien Mikon® 399 MC für einen Rotorblatthersteller, im Vergleich zu wachsbasierten Versieglern:

→ Ausgehend von einem 5 m x 70 m Rotorblatt (Fläche: 350 m²)

 

1) Traditionelle Eintrennmethode bei einem Urmodell mit Wachs und semipermanentem Trennmittel

Erster Schritt: Versieglerauftrag

Das Urmodell wird ca. 20 Mal mit einem wachsbasierten Versieglersystem eingetrennt. Dies entspricht bei einem Verbrauch von ca. 0,03 kg/m² einem gesamten Verbrauch an Wachs von 210 kg. Bei einem Preis von ca. 8 €/kg Wachs wären das 1.680 € für das gesamte Modell!

Für den Versieglerauftrag sind 6 Werker jeweils à 10 h beschäftigt; dies entspricht einer reinen Arbeitszeit von insgesamt 60 Stunden.
Ausgehend von einem Lohn von ca. 25 €/h betragen die gesamten Arbeitskosten 1500 €.

 

Zweiter Schritt: Auftrag eines semipermanenten Trennmittels

Nach der Versiegelung wird ein semipermanentes lösungsmittelhaltiges Trennmittel auf das Modell aufgetragen. Dies entspricht nochmals einem Verbrauch an Trennmittel von ca. 20 kg à 25 €/kg.
Für diesen Schritt werden zwei Werker 10 Stunden lang beschäftigt:
- Materialkosten (Trennmittel): 500 €
- Arbeitskosten: 500 €

Bei dieser Applikationsmethode ist nur eine Entformung möglich. In die nun abgeformte Form muss wiederum Energie gesteckt werden, weil der Trennmittelfilm vom Modell abgerissen wurde und dieser nun quasi auf der Formoberfläche lose aufliegt.
Hierzu sollen nochmals Schleif- sowie Polierkosten dazugerechnet werden. Außerdem muss ein neuer adäquater Trennfilm aufgetragen werden, um die Form richtig einzufahren.
Diese Schritte entsprechen in der idealsten Version nochmals einem Kostenaufschlag von ca. 1.000 €.

 

Gesamtkosten

Materialkosten (wachsbasierter Versiegler):  1680 €
Materialkosten (semipermanentes lösemittelhaltiges Trennmittel): 500 €
Arbeitskosten (Versiegler):  1500 €
Arbeitskosten (Trennmittel): 500 €
Kostenaufschlag (Präparierung der Form): 1000 €
  5180 €

 

2) Innovative Applikationsmethode mit Sealer Mikon® 399 MC und einem umweltfreundlichen semipermanenten wasserbasierten Trennmittel der Mikon®- Produktserie

Hierzu wird das gleiche Urmodell als Beispiel genommen, d. h. ca. 350 m² Fläche.

Durch die hervorragenden Versiegelungseigenschaften von Sealer Mikon® 399 MC werden nur 2 Schichten an Versiegler und 2 Schichten an wasserbasierendem Trennmittel verbraucht.

 

Erster Schritt: Versieglerauftrag

Ein Werker benötigt ca. 10 Stunden um den Versiegler aufzutragen, zwischenzuschleifen und wiederum die zweite endgültige Schicht aufzutragen.
Dieser Schritt entspricht beim gleichen Lohn (25 €/h) 250 €.
Für zwei Schichten liegt der Verbrauch an Versiegler bei ca. 17,5 kg pro Modell (0,025 kg/m²); dies entspricht 1.050 € (ca. 60 €/kg).

 

Zweiter Schritt: Auftrag eines semipermanenten Trennmittels

Zwei Werker werden benötigt um das semipermanente wasserbasierte Trennmittel der Mikon®-Produktserie aufzutragen und aufzupolieren. Hierbei sind weitere insgesamt 10 Stunden (250 €) zu berücksichtigen.
Für zwei Schichten liegt der Verbrauch an Trennmittel bei ca. 17,5 kg pro Modell (0,025 kg/m²); dies entspricht 350 € (ca. 20 €/kg)

 

Gesamtkosten

Materialkosten (Sealer Mikon® 399 MC): 1050 €
Materialkosten (semipermanentes wasserbasiertes Trennmittel): 350 €
Arbeitskosten (Versiegler): 250 €
Arbeitskosten (Trennmittel): 250 €
  1900 €

 

Als Ergebnis ist festzuhalten, dass die innovative Applikationsmethode mit Sealer Mikon® 399 MC und einem umweltfreundlichen semipermanenten wasserbasierten Trennmittel der Mikon®-Produktserie zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen führt, im Vergleich zu der traditionellen Applikationsmethode mit einem wachsbasierten Versiegler.

Insgesamt beträgt die gesamte Kosteneinsparung ca. 3.280 €  bzw. 63,32 %.

Guten Tag, mein Name ist Jörg-Henry Ehlers.

Ich bin für die Bereiche GFK/CFK Verbundwerkstoffe, Windenergie, Modell- und Formenbau zuständig und berate Sie sehr gerne.

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