Der Unterwasser-scooter „Futurum“ wurde mit Bauteilen aus dem Hightech-Kunststoff Lauramid

Der Unterwasser-scooter „Futurum“ wurde mit Bauteilen aus dem Hightech-Kunststoff Lauramid gefertigt.

Bei Anwendungen im und unter Wasser müssen Werkstoffe anderen Anforderungen genügen als an Land. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit ist Kunststoff für Bauteile in diesem Medium eine naheliegende Alternative.

In anspruchsvollen Anwendungen ist diese Eigenschaft alleine allerdings lange nicht ausreichend. Spezifische Maschinenbauteile aus dem Hightech-Kunststoff Lauramid können im und unter Wasser noch deutlich mehr.

Polyamide (PA) gehören zu den thermoplastischen Kunststoffen, die unterschiedliches Wasseraufnahmevermögen zeigen. Dabei nimmt das Guss-Polyamid 12C nur etwa 1,4 Prozent Wasser auf, im Gegensatz dazu PA6-Polyamide zwischen vier und acht Prozent.

Aufgrund der chemischen Struktur kann am PA12C nämlich nur nach jeder zwölften Ketteneinheit eine Wasserstoffeinheit „andocken“. „Der Grund, warum Lauramid noch weniger Wasser als alle anderen PA12C-Kunststoffe aufnimmt, liegt in dem von uns entwickelten, besonderen Herstellungsverfahren“, erklärt Marco Baisch, Chefchemiker bei Handtmann Elteka.

Dadurch wird erreicht, dass die Kristallinität, die bei normalen PA12C-Polymeren zwischen 40 und 50 Prozent liegt, bei Lauramid 55 Prozent erreicht. Dies wiederum bewirkt die verringerte Wasseraufnahme von lediglich 1,4 Prozent, was erhebliche Vorteile für die Dimensionsstabilität bringt. Je geringer die Wasseraufnahme, desto geringer auch ein unerwünschtes Quellen der jeweiligen Bauteile.

Für eine reibungslose „Abwicklung“

Kunststoff Lauramid
Der Kunststoff Lauramid wird in Formen gegossen.

Geringe Wasseraufnahme ist ein entscheidendes Kriterium für Werkstoffe in Schiffbauanwendungen. So auch bei einem zwei Meter langen, großvolumigen Kabeltrommelrohr aus Lauramid, das in Hochseeschiffen verbaut wird.

Für dieses Rohr mit einem Durchmesser von 950 Millimeter wird Lauramid drucklos in Formen gegossen und polymerisiert aus. Im Vergleich zu einem einfachen PA12-Spritzguss bringt dies dem Lauramid-Rohr eine geringe Eigenspannung mit einer glatten Oberfläche, die ein besonders reibungsloses Auf- und Abwickeln der Kabel garantiert.

Bei dem langen Weg, den die Kabel bei ihrer Verlegung in der Tiefsee zurücklegen, ein durchschlagender Vorteil. Sein geringes Gewicht macht den Hightech-Kunststoff zusätzlich zu einem gefragten Werkstoff für Schiffsbauanwendungen, gerade bei großen Bauteilen wie einem Kabeltrommelrohr (siehe Bild 2).

Dank der glatten Oberfläche, die alle Lauramid-Halbzeuge und Gussteile aufweisen, leisten Bauteile aus dem PA12C von Handtmann Elteka auch unter Wasser einen verantwortungsvollen Job, denn die glatte Oberfläche geht mit einem geringen Anhaftvermögen einher. Dies verhindert, dass sich im Wasser befindliche Fremdkörper an der Anwendung festsetzen.

So wurde der Kunststoff bereits bei Unterwasserscootern für Tiefseetaucher und, nicht zuletzt auch wegen seiner Strahlen- und Korrosionsbeständigkeit, als Zahnkranz an einem Unterwasserdrehtisch im Reaktorbecken eines Kernkraftwerks eingesetzt.

In den Handtmann-Elteka-Laboren wird zudem beständig an neuen Anwendungsfeldern geforscht wird. „Wir arbeiten derzeit intensiv an der Möglichkeit, Lauramid auch im Ballasttank- und Wasseraufbereitungsbereich einzusetzen“, erklärt Wolfgang Nägele, Vertriebsleiter bei Handtmann Elteka.

In Ballasttanks wird bei Schiffen Ballastwasser mit Ballastpumpen hinein- beziehungsweise hinausgepumpt, um den Tiefgang bedarfsgerecht anzupassen und die Manövrierfähigkeit zu sichern. Als problematisch für die bisherigen Pumpengehäuse haben sich dabei immer wieder die im Fluss- beziehungsweise Meerwasser lebenden Kleinlebewesen wie Algen oder Muscheln erwiesen. „Lauramid hat hier den Vorteil, dass aufgrund seiner glatten Oberfläche kaum Verschmutzungen anhaften können“, betont Nägele.

Fazit

Neben vorteilhaften Materialwerten in Bezug auf Wasseraufnahme, Oberflächenbeschaffenheit, Dimensionsstabilität oder Gewichtsersparnis punktet Lauramid auch durch die Herstellungsart: Der endabmessungsnahe Guss und somit die Materialersparnis führen oft zu Kostenersparnis. Bauteile aus dem Hightech-Werkstoff sind salzwasserbeständig, schmiermittelfrei einsetzbar und beständig gegenüber vielen Chemikalien, Mineralölen und Kraftstoffen. hei

 

Technik im Detail

Lauramid ist ein PA12C-Guss-Polyamid, das vom deutschen Hersteller Handtmann Elteka entwickelt wurde und in anspruchsvollen Anwendungen zum Einsatz kommt. Mit einer Dichte von 1,025 kg/m3 ist Lauramid extrem leicht. Lauramid ist zäh-hart, verschleißfest sowie chemikalien- und salzwasserbeständig. Der Werkstoff ist darüber hinaus mit einer Zugfestigkeit von 30 – 50 Mpa und einer Streckdehnung zwischen neun und 13 Prozent auch unter Dauerbelastung dimensionsstabil.