Fallstudie Spritzguss: Entscheidungsprozess für ABS vs. PC bei der Konstruktion eines wasserdichten Steuerkastens

LVMA übernahm die Fertigung eines wasserdichten elektrischen Außenverteilerkastens. Dieser Verteilerkasten ist eine Schlüsselkomponente des Freiluft-Stromverteilungssystems und erfordert präzise Maßstabilität, hervorragende Witterungsbeständigkeit und zuverlässige Dichtigkeit, um empfindliche elektrische Bauteile vor rauen Umgebungsbedingungen zu schützen.

Herausforderung bei der ersten Materialauswahl

Zu Beginn der Produktentwicklung verwendete der Kunde für die Konstruktion des Steuergehäuses Standard-ABS-Material, da dieses kostengünstig und leicht zu verarbeiten ist. Unsere Ingenieure führten strenge Tests gemäß den Kundenvorgaben durch. Nach einer längeren UV-, Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfung zeigten die ABS-Komponenten Vergilbung, Alterung und Rissbildung.

Das Ingenieurteam des Kunden erkannte, dass für eine optimale Leistung bei der Anwendung im Außenbereich eine Materiallösung erforderlich war, die anspruchsvolleren Umweltbedingungen standhielt und gleichzeitig die für eine einwandfreie Dichtungsintegrität erforderlichen präzisen Toleranzen einhielt.

Materialprüfungs- und Bewertungsprozess

Da die Materialeigenschaften für den Kunden von größter Bedeutung waren, initiierte unser Ingenieurteam eine umfassende Materialvergleichsstudie. Mithilfe von Prototypenwerkzeugen wurden verschiedene thermoplastische Optionen getestet, wodurch die Konstruktionsingenieure die Leistungsmerkmale schnell und effektiv bewerten konnten.

Hochschlagfestes ABS: Wir testeten eine modifizierte, hochschlagfeste ABS-Formulierung mit verbesserten Witterungsbeständigkeitsadditiven. Obwohl diese Verbesserungen gegenüber Standard-ABS bot, erfüllten die UV-Beständigkeit und das Temperaturverhalten immer noch nicht die strengen Anforderungen für eine zehnjährige Nutzungsdauer im Außenbereich.

Polycarbonat (PC): Unser Ingenieurteam empfahl daraufhin die Prüfung von Polycarbonat (PC). Dieser technische Thermoplast bietet eine außergewöhnliche Schlagfestigkeit über einen weiten Temperaturbereich, hervorragende UV-Beständigkeit und ausgezeichnete Dimensionsstabilität. Dank seiner inhärenten Zähigkeit und Transparenz eignet sich PC ideal für Anwendungen, die eine langfristige Witterungsbeständigkeit erfordern.

Zu den entscheidenden Vorteilen des PCs, die ihn zur besten Wahl machten, gehörten:

• ● Hervorragende Schlagfestigkeit von -40℃ bis +120℃
• ● Ausgezeichnete UV-Beständigkeit mit minimaler Farbveränderung im Laufe der Zeit
• ● Überlegene Dimensionsstabilität gewährleistet gleichbleibende Dichtungsleistung
• ● PC besitzt hervorragende flammhemmende Eigenschaften und eignet sich daher für elektrische Anwendungen.
• ● Ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften

Leistungsvalidierung und Ergebnisse

Der Kunde führte umfangreiche Dauerhaftigkeitstests an unseren spritzgegossenen PC-Steuergehäusen durch, darunter beschleunigte Bewitterungstests, Temperaturwechseltests und Schlagfestigkeitsprüfungen. Die Ergebnisse übertrafen die Erwartungen:

• ● UV-Beständigkeit: Weniger als 2 % Farbveränderung nach 2000 Stunden beschleunigter Bewitterung
• ● Schlagfestigkeit: Keine Rissbildung bei Schlagtests bei -30 °C
• ● Dimensionsstabilität: Dimensionsänderung von weniger als 0,1 % über den gesamten Temperaturbereich
• ● Dichtheit: Dank des Dichtungsgummirings bleibt die Schutzart IP67 in allen Umwelttests erhalten.

Hinsichtlich der anfänglichen Kostenkontrolle und Verarbeitbarkeit erfüllt ABS die Anforderungen. Unter rauen Außenbedingungen sind die Eigenschaften von PC jedoch besser auf die Kundenbedürfnisse abgestimmt. Die Produktmuster wurden in diesem Fall vom Kunden geprüft, der mit der Materialauswahl sehr zufrieden war, was die weitere Zusammenarbeit erheblich erleichterte.

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