Kunststoffgebundene Dauermagnete

Kunststoffgebundene Dauermagnete sind Verbundwerkstoffe, die aus einer Kunststoffmatrix, hartmagnetischen Füllstoffpartikeln und unterschiedlichen Additiven bestehen. Im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Sintermagneten besitzen kunststoffgebundene Dauermagnete eine höhere Gestaltungsfreiheit der Geometrie sowie der Magnetisierungsstruktur. Somit ermöglichen sie den Einsatz in neuartigen Anwendungsbereichen, wie z. B. in der Sensorik und Antriebstechnik.

Die Fertigung im Spritzgießverfahren ermöglicht eine rationelle Herstellung von maßhaltigen Dauermagneten mit komplexen Magnetisierungsstrukturen, die individuell an die jeweilige Anwendung angepasst werden können. Um das vollständige Werkstoffpotential ausnutzen zu können, müssen die Füllstoffpartikel während des Prozesses im Spritzgießwerkzeug innerhalb der Kunststoffschmelze orientiert werden. Die daraus resultierende Füllstofforientierung und somit die magnetischen Eigenschaften des Bauteils hängen maßgeblich von vielen Faktoren, wie z. B. dem Magnetrichtfeld innerhalb der Kavität, werkstoffspezifischen Compoundeigenschaften und den verwendeten Prozessparametern ab.

Schwerpunkte der Forschungsarbeiten am LKT sind die Ermittlung der Einflüsse der Compoundrezepturen, wie z. B. von Füllstoffart, Füllstoffgehalt und Additiven, der Werkzeugauslegung, wie z. B. die Integration des Magnetrichtfelds, und der verwendeten Prozessparameter auf die magnetischen und mechanischen Eigenschaften, sowie die Verarbeitbarkeit der Compounds. Ziel der Untersuchungen ist die Erreichung möglichst hoher Peakflussdichten, sowie eine präzise Erzeugung definierter Magnetisierungsstrukturen. Weiterhin beschäftigt sich der LKT mit der Auslegung von Magnetrichtfeldern innerhalb des Spritzgießwerkzeugs durch die Anwendung von magnetostatischen Simulationen.

Zusätzlich sollen neue Anwendungsfelder durch den Einsatz einer Duroplast basierten Matrix erschlossen werden, die insbesondere eine höhere Temperatur- und Medienbeständigkeit erfordern. Dabei kann zusätzlich das Viskositätsverhalten relativ zur Zeit und Temperatur des Duroplast basierten Materialsystems vorteilhaft für die Orientierung der anisotropen Füllstoffe genutzt werden, womit die magnetischen Eigenschaften maximiert werden können.