BDG-Richtlinie (VDG

BDG-Richtlinie
VDG-Merkblatt
P50
Stand: Mai 2010
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Verträglichkeitsprüfung
von Flüssigkeiten in
Einwirkung auf Kunststoffe
INHALT 1. Einleitung S.1 | 2. Prüfung S.1 | 3. Messwerte S.3 | 4. Auswertung und Dokumentation S.4
5. Arbeitsschutz und Sicherheitshinweise S.4 | 6. Normative Verweise S.4 | Anhang S.5
1 Einleitung
In dieser Richtlinie wird eine Vorgehensweise für die Bestimmung der Verträglichkeit und Resistenz
von im Modellbau oder im Kernbüchsenbau angewendeten Kunststoffen gegenüber Flüssigkeiten (wie
z. B. Lösungsmittel) beschrieben.
Diese Richtlinie gibt auch Hinweise auf arbeitsschutzrechtliche und sicherheitsrelevante Datenblätter, die bei der Durchführung der Prüfung zu berücksichtigen sind.
2.1 Allgemeines
Die Prüfung dient der Ermittlung von Kennwerten zur Bestimmung der Verträglichkeit und Resistenz
von Kunststoffen gegenüber Flüssigkeiten.
Modelleinrichtungen und Kernkästen kommen im Fertigungsprozess kontinuierlich mit Flüssigkeiten in Kontakt. Sei es mit Wasser aus dem bentonitgebundenen Formstoff oder Lösungsmittel in Bindemitteln bzw. Härtern und Katalysatoren bis hin zu Trennmitteln. Die Verträglichkeit und Beständigkeit
von Kunststoffen stellt ein Kriterium für die Wahl des Modell- bzw. Kernkastenwerkstoffes dar. Dieses
Merkblatt definiert einen einfachen Test, der Aussagen zur Verträglichkeit bzw. zur Beständigkeit von
Kunststoffen erlaubt. Es erlaubt Kennwerte zu sammeln, welche dem späteren Vergleich dienen.
Vom Arbeitskreis „Modellbau“ erstellt
Zu beziehen durch: BDG-Informationszentrum Giesserei, Postfach 10 51 44,
D-40042 Düsseldorf, Tel.: (0211) 68 71-254, Fax: -361, www.bdguss.de
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2 Prüfung
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2.2 Durchführung
Es werden fünf gleiche Probekörper des gleichen Kunststoffes geprüft. Die Probekörper werden in einem gläsernen Prüfgefäß mit einer definiert temperierten Prüfflüssigkeit übergossen. Die ­Einwirkdauer
der Prüfflüssigkeit beträgt mindestens 120 Stunden. Die zu ermittelnden Kennwerte beziehen sich auf
die Masse, die Maße und die Shore-D-Härte eines Kunststoffes und werden vor und nach Einlagerung
der Probekörper in die Prüfflüssigkeit aufgenommen. Im Anschluss daran erfolgen Auswertung und Dokumentation.
2.3 Probekörper – Form
Geeignet für die Prüfung von Blockmaterial, Oberflächen- und Gießharzen:
2
2
5
1
4
Abbildung 1: Rechteckige Platte 50x50x10mm
1
3
6
5
4
Abbildung 2: Längen- und Härtemesspunkte (1-6)
(± 0,1 mm)
2.4 Herstellung der Probekörper
Bezogen auf Proben aus Blockmaterial werden für die Prüfung fünf gleiche Segmente ausgesägt und
durch Fräsen auf Endmaß gebracht. Die Bearbeitung ist allseitig durchzuführen, wobei der Fräskopf ein
dreischneidiger Schaftschlichtfräser sein soll.
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Proben aus Oberflächen- und Gießharzen sollen aus einem 5-fach Negativ gefertigt werden. Die Probekörper sollen nach 48 Stunden an Raumtemperatur (RT) und zusätzlich 16 Stunden bei ca. 40 °C oder
nach Angaben des Herstellers aushärten. Die anschließende Bearbeitung ist äquivalent zur Bearbeitung
von Proben aus Blockmaterial durchzuführen.
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2.5 Positionierung der Probekörper
Die fünf Probekörper sind vertikal und auf der kleinsten Fläche aufzustellen. Der Mindestabstand zueinander soll 20 mm betragen. Zuvor sind die Längen- und Härtemesspunkte an einem Probekörper eindeutig zu markieren (vgl. Abb. 2) (z. B. einritzen). Der Flüssigkeitsspiegel im zur Prüfung herangezogenen Glasgefäß soll die Probekörper um mindestens 20 mm übersteigen.
2.6 Temperatur und Einwirkdauer der zu prüfenden Flüssigkeit
Die Prüfflüssigkeit soll eine Temperatur von 22 °C ± 2 °C aufweisen. Die Probekörper sollen komplett in der
Prüfflüssigkeit versenkt werden und nach 120 Stunden entnommen und ohne Lösungsmittel abgewischt werden. Im Anschluss hat der Probekörper eine Stunde bei RT zu ruhen und wird danach umgehend geprüft.
3 Messwerte
Die Verträglichkeitsprüfung soll bei RT (22 °C ± 2 °C) durchgeführt werden.
Folgende Messwerte werden vor und nach Einlagerung in die Prüfflüssigkeit ermittelt:
>die Masse auf 0,1 Gramm genau
>die Abmessungen auf 0,1 mm genau, sowie
>die Shore-D-Härte auf eine ganze Zahl.
3.1Masse
Die Masse eines Probekörpers soll vor und nach der Einlagerung ermittelt werden. Der Massenunterschied wird in Prozent angegeben.
Massenunterschied =
Masse vor der Einlagerung [g ]
Masse nach der Einlagerung [g ]
⋅100 [%]
Die Werte sollen vor und nach der Einlagerung jeweils ermittelt und addiert werden. Die sich im Nachgang ergebende Maßdifferenz wird in Prozent angegeben.
Maßdifferenz =
∑ Maße vor der Einlagerung [mm] ⋅100 [%]
∑ Maße nach der Einlagerung [mm]
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3.2 Abmessungen
Die Abmessungen eines Probekörpers sollen wie folgt ermittelt werden (s. 2.3 Probekörper – Form):
1.mit Digitalmessschieber:
Die Strecke zwischen den Messpunkten 1 und 3 sowie 2 und 4.
2. mit Bügelmessschraube:
Die Strecke zwischen den Messpunkten 5 und 6.
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3.3 Shore-D-Härte
Die Ermittlung der Shore-D-Härte erfolgt in Anlehnung an die DIN 53505. Die Härtemessung ist vor und
nach der Einlagerung und an den sechs Härtemesspunkten eines Probekörpers (s. 2.3 Probekörper –
Form) durchzuführen. Die Werte werden jeweils addiert. Die sich im Nachgang ergebende Härtedifferenz wird in Prozent angegeben.
Härtedifferenz =
∑ Härtewerte nach der Einlagerung ⋅100 [%]
∑ Härtewerte vor der Einlagerung
4 Auswertung und Dokumentation
Von den unter 3. genannten Messwerten, die sich aus der Prüfung an jeweils fünf Probekörpern ergeben haben, wird jeweils der höchste und niedrigste Wert verworfen. Aus den übrigen drei Werten wird
der Mittelwert gebildet.
Diese Mittelwerte sollen sowohl mit den Informationen zum geprüften Modell- bzw. Kernhärtewerkstoff,
als auch den Informationen zur jeweiligen Prüfflüssigkeit in einem Prüfbericht dokumentiert werden.
Ein Beispiel für einen Prüfbericht ist im Anhang A gegeben.
5 Arbeitsschutz und Sicherheitshinweise
Bei der Arbeit mit Gefahrstoffen aller Art sind die sog. EG-Sicherheitsdatenblätter sowie die Betriebsanweisungen zu berücksichtigen. Die Datenblätter sind in jedem Fall vom Hersteller mitzuliefern.
6 Normative Verweise
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DIN 53505 (2008-08) Prüfung von Kautschuk und Elastomeren –
Härteprüfung nach Shore A und Shore D
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Anhang A
Beispiel für einen Prüfbogen zur Dokumentation von Verträglichkeitsprüfungen
von Lösungsmitteln und anderen Flüssigkeiten.