Znalost správné pryžové směsi pro těsnění je věda, které se společnost Freudenberg Sealing Technologies (FST) věnuje již desítky let. Základem úspěchu společnosti FST jsou prvotřídní elastomery vyvinuté a vyráběné přímo v podniku a kompozitní díly z pryže a kovu na míru. Současně společnost FST rozšiřuje své portfolio materiálů. Nové trhy a aplikace v bateriích, palivových článcích nebo elektrolyzérech vyžadují nové materiály se specifickými vlastnostmi. Vývoj materiálů zůstává otvíračem dveří pro úspěšnou budoucnost společnosti.
Alternativa k materiálům na bázi PFAS
Vlastní vývoj místo PTFE
Společnost FST vyvinula vysoce výkonný polyuretan odolný vůči hydrolýze, který má výrazně lepší vlastnosti než běžné varianty PTFE. Hydrolýza je štěpení nebo destrukce chemických vazeb – v konkrétním případě těsnicího materiálu – reakcí s vodou.
Společnost FST původně vyvinula nový materiál pro mobilní hydraulické aplikace pro použití ve stavebních strojích v oblastech s vysokou vlhkostí. V souladu s tím prošel vysoce výkonný polyuretan křtem ohněm v těsnění pístu pro stavební stroje. Nyní však přicházejí poptávky i z jiných průmyslových odvětví.
Důvodů je celá řada: Na jedné straně tento inovativní materiál zaujme svými vynikajícími vlastnostmi, mimo jiné z hlediska účinnosti, odolnosti vůči médiím a opotřebení. Umožňuje také dříve nemožné nízké tření a hydrodynamicky optimalizovanou geometrii těsnění. V neposlední řadě nabízí cenově výhodnou alternativu k perfluorovaným a polyfluorovaným alkylovým látkám (PFAS), které jsou předmětem kritiky a splňují přísné zákonné požadavky.
Snížení uhlíkové stopy polymerních směsí s udržitelnými složkami
Z eukalyptu, cukrové třtiny a obilných plev
Společnost FST se zavázala, že do roku 2045 bude klimaticky neutrální. Vývoj materiálů může pomoci snížit uhlíkovou stopu výrobků FST. Probíhá výzkum udržitelných látek, které mohou v polymerních směsích nahradit složky dříve získávané z fosilních paliv – především minerální plniva pro větší pevnost a tuhost.
Výzkumné a vývojové laboratoře FST v americkém Plymouthu sestavily seznam udržitelných složek a jejich potenciálních zdrojů: Vše může být zpracováno na udržitelné polymerní složky: fosforečnan vápenatý získaný z kostního popela, antioxidant z eukalyptových rostlin, řepkový olej, hovězí lůj, plniva z ligninu, který je nezbytný pro pevnost v tlaku a trvanlivost rostlinných tkání, cukrová třtina, obilné plevy, recyklovaná pryž… Za předpokladu, že udržitelné materiály zajistí stejnou funkčnost těsnění jako dříve – k tomu musí projít rozsáhlými testy a posouzeními. A za předpokladu, že udržitelné materiály lze spolehlivě získat v dlouhodobě stálé kvalitě.
Mimochodem: V roce 2015 společnost FST představila EPDM, který se částečně skládá z vedlejších produktů cukrové třtiny. V té době na to trh ještě nebyl připraven. Dnes se zákazníci stále častěji ptají, jaké udržitelné materiály může FST nabídnout.
Bez urychlovačů vulkanizace, které jsou zdraví škodlivé.
Udržitelné normy
Společnost FST vyvinula elastomerové směsi, které při výrobě produktů ze syntetického kaučuku chloroprenu nepoužívají ethylendiomočovinu (ETU). ETU je považován za potenciálně nebezpečný pro zdraví, ale dříve se kvůli nedostatku alternativ používal jako standardní urychlovač při síťování kaučuku.
Udržitelná materiálová inovace FST se již osvědčuje v sériové výrobě při praktickém použití v automobilech. Zákazníci potvrzují jeho výkonnost, která splňuje i rostoucí požadavky. Automobilový průmysl používá nové výrobky bez obsahu ETU v těsnicích měších pro těsnění kloubů v táhlech, řídicích ramenech a vahadlech. Vlnovce chrání pohyblivé části před vnějšími vlivy a únikem maziv.
Společnost FST proto nesleduje pouze své vlastní cíle udržitelnosti. Je také jedním z průkopníků ve vývoji nových elastomerových směsí bez obsahu ETU a v současné době je v této oblasti považována za etalon.
Simriz®-FFKM je v Severní Americe velmi žádaný
Rychlejší dostupnost
Poptávka po vysoce kvalitních perfluoroelastomerových směsích (FFKM) z řady Simriz® společnosti FST se v Severní Americe za poslední dva roky více než zdvojnásobila. Tento prémiový materiál je obzvláště oblíbený v O-kroužcích, těsněních a membránách pro bezpečnostně kritické aplikace v leteckém a kosmickém průmyslu, při manipulaci s kapalinami, v zemědělství a ve stavebnictví.
Důvodů je mnoho: za prvé je to vysoká kvalita a výjimečné technické vlastnosti materiálu. Simriz překonává všechny ostatní FFKM na trhu a pomáhá předcházet nákladným odstávkám. Patentovaná struktura zesíťování, chemická stabilita a elasticita elastomeru FST nabízí mimo jiné ochranu těsnění v extrémních podmínkách, odolává agresivním chemikáliím, vysokému tlakovému zatížení a teplotám až 325 stupňů Celsia.
Společnost FST může bodovat také téměř okamžitou dostupností směsí Simriz – a to i v době úzkých míst v zásobování a přerušených dodavatelských řetězců, kdy jiné výrobky FFKM nebyly na trhu k dispozici. Je to proto, že společnost FST je vertikálně integrovaná až po základní monomer, což znamená, že má celý výrobní proces ve vlastních rukou a může také nabídnout standardní náhradní těsnění během několika hodin.
Vzhledem k nedávným úspěchům instaluje společnost FST ve svém závodě na výrobu O-kroužků v Santa Aně novou výrobní buňku na tento high-tech materiál.
Termoplasty do 1 200 stupňů Celsia
Žhavé téma
Společnost FST pomáhá zlepšit protipožární ochranu elektromobilů pomocí nové třídy materiálů. Nazývá se Quantix ULTRA. Nový materiál se neroztaví ani nevznítí ani při velmi vysokých teplotách až 1 200 °C.
V porovnání s kovovými materiály je Quantix ULTRA lehčí, což snižuje hmotnost a spotřebu energie při cestování. Je také flexibilně použitelný ve složitých geometriích pro širokou škálu aplikací s vysokými požadavky na požární ochranu a lehkou konstrukci. Tento inovativní materiál se v současné době poprvé používá v sériové výrobě jako protipožární bariéra pro části chladicího systému lithium-iontových baterií v elektromobilech.
Quantix ULTRA se snadno zpracovává ve velkých množstvích vstřikováním. Patentovaný proces síťování FST přispívá k nákladově efektivní výrobě. Základním materiálem je teplotně odolný termoplast. Cílený přídavek plniv zvyšuje mechanickou stabilitu i při enormním zahřátí. Dodatečné zesíťování molekulárních řetězců plastu zajišťuje, že si součást zachovává svůj tvar i za extrémních podmínek. Vlastnosti materiálu lze zaměřit na příslušnou aplikaci.
Nová zkušební laboratoř pro baterie v USA
Více dat pro lepší baterie
Společnost FST investovala několik milionů amerických dolarů do rozšíření svých výzkumných a vývojových laboratoří v Plymouthu v USA o nejmodernější zkušební laboratoř pro baterie. Nové zkušební stanoviště umožňuje testovat baterie s vysokou energetickou a výkonovou hustotou i jejich komponenty. Dokonce lze simulovat i tepelné vyčerpání.
„Tímto způsobem se učíme a získáváme data, která slouží jako podklad pro vývoj našich výrobků a materiálů – materiálů, které jsou přínosem pro řadu rostoucích průmyslových odvětví a aplikací,“ vysvětluje Chad Bauer, senior viceprezident pro technologie a inovace. „Naše zkušenosti s vývojem materiálů pro protipožární ochranu a tepelné aplikace začaly před více než 20 lety s našimi výrobky pro letecký průmysl a na těchto znalostech stavíme i pro aplikace v oblasti elektrické mobility.“
Navrženo odborníky na výbušniny
Nové zkušební stanoviště se skládá ze dvou ocelových zkušebních komor o objemu přibližně 14,5 m3, které jsou umístěny ve zpevněné zkušební místnosti. V komorách, které navrhli odborníci na výbušniny, jsou během testů umístěny články, moduly nebo baterie. Jsou navrženy tak, aby odolaly tepelným procesům v jednotlivých článcích, modulech a bateriích o síle až 25 kilowatthodin, což odpovídá síle několika kilogramů TNT.
Bezpečnost uvnitř i vně laboratoře a budovy je zaručena četnými bezpečnostními opatřeními. Šetrné k životnímu prostředí: vícestupňový odsávací systém filtruje plyny a částice, které unikají z baterií během tepelných procesů.
