Podcast – Was macht Flüssigkristallpolymer ideal für den Spritzguss?

Nahaufnahme eines Flüssigkristallpolymergranulats neben einem präzisionsgeformten Bauteil
Was macht Flüssigkristallpolymere ideal für den Spritzguss?
5. November – MoldAll – Entdecken Sie Experten-Tutorials, Fallstudien und Leitfäden zum Formendesign und Spritzgießen. Erlernen Sie bei MoldAll praktische Fähigkeiten, um Ihr Handwerk zu verbessern.

Willkommen zurück, alle zusammen, zum Deep Dive. Sind Sie bereit, heute etwas Neues zu entdecken? Es ist ein Material, das Sie wahrscheinlich jeden Tag verwenden, ohne es zu wissen.
Ich wette, das tust du.
Es handelt sich um Flüssigkristallpolymere.
Das ist richtig. Lcps.
Haben Sie schon einmal von ihnen gehört?
Vielleicht nicht namentlich, wahrscheinlich nicht. Aber ich garantiere Ihnen, dass Sie ständig mit ihnen interagieren.
Ja, ich denke, da hast du Recht. Wir sprechen über den Stoff, aus dem winzige Komponenten in Ihrem Telefon bestehen, Teile unter der Motorhaube Ihres Autos. All diese Orte, über die die meisten von uns nie zweimal nachdenken. Und das Coole daran ist, dass sie dafür bekannt sind, unglaublich stark zu sein und auch bei großer Hitze ihre Form zu behalten.
Genau. Ja. Und das werden wir heute in unserem Deep Dive entdecken.
Ja, wir werden uns ansehen, was sie so besonders macht, wie wir sie tatsächlich verwenden und warum Sie sich überhaupt für dieses Material interessieren sollten, das praktisch unsichtbar ist.
Und die guten Dinge, die wir uns heute ansehen, stammen direkt aus einigen technischen Dokumenten rund um LCPS und deren Funktionsweise.
Beim Spritzgießen, von dem die meisten Menschen wahrscheinlich nicht einmal wissen, werden Tonnen von Alltagsgegenständen hergestellt.
Es ist.
Okay, also fangen wir hier mit den Grundlagen an. Was genau ist ein Flüssigkristallpolymer? Ich meine, der Name klingt ziemlich nach Hightech.
Nun, es geht nur um ihre molekulare Struktur. Okay, denken Sie mal so darüber nach. Sie haben diese winzigen Moleküle und sie sind alle in diesen sauberen, perfekten Reihen aufgereiht, fast wie Soldaten in Formation. Das ist die Art von Ordnung, die man in einem LCP sieht, wenn es geschmolzen ist.
Wirklich? Auch wenn es geschmolzen ist?
Ja. Das ist der Schlüssel. Diese Organisation, diese Ordnung verleiht ihnen ihre unglaubliche Stärke und Stabilität.
Selbst wenn sie geschmolzen sind, sind sie organisiert. Das ist wild. Das ist so anders als bei normalen Flüssigkeiten, bei denen alles nur so herumschwappt.
Genau. Und deshalb nennen wir sie Flüssigkristalle.
Okay.
Es ist ein Zwischenzustand, nicht ganz fest, nicht ganz flüssig. Das verleiht ihnen diese einzigartigen Eigenschaften.
Ich habe nie über die Wissenschaft hinter so etwas wie meinem Telefonladegerät nachgedacht, aber das hier ist faszinierend.
Rechts. Und es geht über die bloße Stärke hinaus. Denken Sie an die winzigen Anschlüsse in Ihrem Telefon oder die äußerst detaillierten Teile in medizinischen Geräten. Für solche Dinge brauchen wir Materialien, die sich mit unglaublicher Präzision formen lassen.
Das ist sicher.
Wissen Sie, diese winzigen, winzigen Teile.
Wie schlägt sich LCPS in puncto Präzision? Sind sie darin gut?
Oh, sie sind erstaunlich. Wie unglaublich gut. LCPS weisen beim Formen eine unglaublich geringe Schrumpfungsrate auf. Wir sprechen von etwa 0,1 % bis 0,5 % Schrumpfung.
Wow, das ist winzig.
Es ist. Es ist winzig.
Im Grunde behalten sie also perfekt ihre Form.
Rechts.
Ich meine, das scheint für die Elektronik, wo alles so miniaturisiert ist, super wichtig zu sein.
Es ist absolut wichtig, sicherzustellen, dass alles richtig funktioniert, insbesondere bei diesen winzigen Geräten.
Okay, wir haben Stärke, wir haben Präzision, aber wie sieht es mit der einfachen Haltbarkeit aus? Kann LCPS mit der Abnutzung des Alltags umgehen?
Oh ja, absolut. Und das können wir unter anderem anhand der Zugfestigkeit herausfinden. Im Grunde ist es eine ausgefallene Art auszudrücken, wie viel Zugkraft ein Material aushalten kann, bevor es bricht.
Okay, dann geben Sie mir die Zahlen. Um welche Zugfestigkeit geht es hier?
Also gut, LCPS hat eine Zugfestigkeit im Bereich von 150 bis 250 MPa. Wir haben das auf MPA abgekürzt. Aber um Ihnen eine Vorstellung zu geben: Das ist tatsächlich vergleichbar mit einigen Metallen da draußen.
Im Ernst, das ist schwierig für etwas, das im Grunde genommen aus Kunststoff besteht.
Es ist.
Ich denke also, dass eine LCP-Telefonhülle einen ziemlich schlimmen Ausfall wahrscheinlich überstehen könnte.
Ja, viel besser als ein typisches Plastikmodell. Und denken Sie so darüber nach. Es geht nicht nur um Tropfen. Es geht um Autoteile. Wissen Sie, unter der Haube müssen sie ständige Vibrationen und Stress ertragen.
Richtig, richtig. Eine hohe Zugfestigkeit wäre also für alles unter der Haube ziemlich wichtig, oder?
Oh, sicher.
Aber auch in der realen Welt verändern sich die Dinge. Sie biegen sich. Wie sieht es also mit der Biegefestigkeit aus? Wie machen sie das?
Sie machen das großartig. Da sind sie auch keine Faulenzer. LCPS haben eine Biegefestigkeit zwischen 200 und 300 MPa.
Wow. So können sie Biegungen und Biegungen standhalten, ohne einfach zu brechen. Alles klar, bisher wissen wir, dass LCPS unglaublich stark und präzise sind. Aber Sie haben vorhin erwähnt, dass sie in Sachen Hitze wie Superstars sind. Und unser Quellenmaterial bestätigt dies. Was hat es damit auf sich?
Nun, stellen Sie sich das vor. Im Inneren eines Automotors können die Temperaturen sehr hoch werden, beispielsweise weit über 200 Grad Celsius.
Das ist heiß.
Ja, es ist wirklich heiß. Und die meisten Kunststoffe würden bei dieser Hitze einfach schmelzen oder ihre Form völlig verlieren.
Ja, ich kann mir vorstellen, dass das passiert.
Es wäre ein Chaos. Aber lcps, sie können damit umgehen.
Okay, wie gehen sie mit solchen extremen Temperaturen um?
Sie lachen nur darüber. Sie sind unglaublich. LCPS hält Temperaturen von 215 bis 350 Grad Celsius stand, bevor es überhaupt zu erweichen beginnt. Als könnten sie in einem Pizzaofen stehen und völlig in Ordnung sein.
Das ist verrückt. Sie sind also im Grunde das Material der Wahl, wenn es heiß hergeht.
So ziemlich. Sie verwenden alles Mögliche, wo Hitzebeständigkeit besonders wichtig ist. Wie die Motorteile von Autos, über die wir gesprochen haben, elektronische Geräte, die sehr heiß werden, und sogar die Behälter, die Sie in Ihrer Mikrowelle verwenden.
Warten Sie eine Minute. Der Behälter, in dem ich meine Reste aufwärme, könnte also aus diesem unglaublich starken Zeug hergestellt sein?
Es könnte sehr gut sein.
Es ist ziemlich verrückt, darüber nachzudenken, wie viel Wissenschaft und Technik in etwas steckt, das wir uns zum Beispiel als einen einfachen Plastikbehälter vorstellen.
Ich weiß richtig? Und das ist erst der Anfang. LCPs haben eine ganze Reihe weiterer erstaunlicher Eigenschaften, wie ihre elektrische Isolierung, ihre Fähigkeit, Chemikalien und Abnutzung zu widerstehen und vieles mehr.
Okay, warte jetzt. Ich muss mehr über diese anderen erstaunlichen Eigenschaften erfahren. Lasst uns darauf eingehen. Okay, wir haben gelernt, dass LCPs superstark und unglaublich präzise sind und mit Hitze umgehen können, als wäre sie nichts. Aber Sie sagten, sie hätten noch mehr Superkräfte.
Oh, absolut. Wir haben gerade erst an der Oberfläche gekratzt.
Okay, ich bin bereit für mehr. Schlag mich mit diesen anderen Superkräften. Was können sie sonst noch tun?
Lassen Sie uns über ihre elektrischen Eigenschaften sprechen. Erinnern Sie sich, dass wir darüber gesprochen haben, wie LCPs in der Elektronik verwendet werden?
Rechts.
Das liegt nicht nur daran, dass sie winzige, langlebige Komponenten herstellen können.
Es geht also um mehr, als nur mit der ganzen Miniaturisierung und so weiter klarzukommen?
Genau. LCPs sind außerdem hervorragende elektrische Isolatoren.
Okay, warte. Erinnern Sie mich im Klartext daran, wie ein elektrischer Isolator aussieht.
Sicher. Das bedeutet, dass sie nicht so leicht Strom durchlassen. Und das ist in der Elektronik wirklich wichtig. Wissen Sie, Sie müssen genau kontrollieren, wohin dieser Strom fließt.
Sie sind also wie kleine Verkehrspolizisten für den Strom, die dafür sorgen, dass alles dort ankommt, wo es hin soll, nicht wahr?
Ja, das ist eine großartige Möglichkeit, es auszudrücken. Sie verhindern beispielsweise Stromlecks und Kurzschlüsse und sorgen dafür, dass die winzigen Schaltkreise in Ihrem Telefon oder Computer einwandfrei funktionieren.
Macht Sinn. Aber es kann doch nicht nur darum gehen, die Elektrizität zu stoppen, oder? Ich vermute, dass LCPs auch die tatsächliche Ausbreitung dieser elektrischen Signale beeinflussen.
Sie haben Recht. LCPS haben eine sogenannte niedrige Dielektrizitätskonstante.
Dielektrizitätskonstante. Alles klar, vollständige Offenlegung. Das ging mir über den Kopf. Was bedeutet das überhaupt?
Denken Sie darüber nach. So was. Manche Materialien sind wie Schwämme. Sie halten gewissermaßen elektrische Energie fest, und das kann tatsächlich zu Problemen führen, insbesondere wenn es um Hochfrequenzsignale geht.
Hochfrequenzsignale? Du meinst Dinge wie WLAN und Mobilfunknetze?
Genau.
Ja.
Aber LCPS haben diese niedrige Dielektrizitätskonstante, sodass sie diese Energie nicht speichern können. Es fließt ungehindert, was bedeutet, dass Sie eine klare, zuverlässige drahtlose Kommunikation erhalten.
Sie sind also wie die Hochgeschwindigkeits-Internetkabel der materiellen Welt und sorgen dafür, dass Informationen schnell und ohne Unterbrechungen weitergegeben werden.
Ich mag es. Eine weitere gute Möglichkeit, darüber nachzudenken.
Okay, langsam verstehe ich, warum LCPs so wichtig sind, besonders jetzt, wo wir auch ständig miteinander verbunden sind. Aber welche anderen verborgenen Talente fehlen uns hier?
Also gut, kommen wir nun zu ihrer chemischen Beständigkeit.
Chemische Beständigkeit? Wir sprechen also von ihrer Fähigkeit, all diesen aggressiven Chemikalien standzuhalten, ohne auseinanderzufallen.
Genau. Und LCPS sind in diesem Bereich wirklich hart im Nehmen. Ernsthaft belastbar. Denken Sie an die Umgebungen, in denen sie eingesetzt werden. Wie Automotoren.
Rechts?
Da sind alle möglichen Flüssigkeiten drin. Benzin, Öl, Kühlmittel. Und viele davon sind ziemlich eklig, sehr ätzend.
Ja, ich wette, diese Flüssigkeiten würden mit der Zeit die meisten Materialien zerfressen.
Genau. Aber lcps, sie kommen damit problemlos zurecht. Sie verschlechtern sich nicht und korrodieren auch dann nicht, wenn sie diesen aggressiven Chemikalien längere Zeit ausgesetzt sind.
Wow, das ist beeindruckend. Sie sind also nicht nur stark, sie sind auch hart im Nehmen. Und was ist mit medizinischen Sachen? Ich wette, die chemische Beständigkeit ist auch dort ziemlich wichtig.
Absolut. Medizinische Geräte müssen ständig sterilisiert und gereinigt werden, und oft werden dabei ziemlich starke Chemikalien eingesetzt. Aber LCPs können all dieser Reinigung standhalten, ohne Schaden zu nehmen, was bedeutet, dass sie für die Patienten sicher und effektiv bleiben.
Das ist erstaunlich. Es ist, als könnten sie alles. Gibt es etwas, mit dem diese LCPS nicht umgehen können?
Nun, natürlich ist nichts unbesiegbar. Aber sie haben noch eine wirklich coole Eigenschaft, die ich erwähnen möchte. Ihr niedriger Reibungskoeffizient.
Reibungskoeffizient. Okay, du hast mich verloren. Das hört sich an wie etwas aus der High-School-Physik, das ich erfolgreich ausgeblendet habe.
Es ist eigentlich ziemlich einfach. Es ist im Grunde ein Maß dafür, wie viel Widerstand man erhält, wenn zwei Oberflächen aneinander reiben. Ein niedriger Reibungskoeffizient sorgt dafür, dass die Dinge wirklich reibungslos gleiten.
Also wären mit einem LCP beschichtete Dinge superrutschig?
Nicht unbedingt rutschig, aber ja, die Reibung wäre super gering. Denken Sie an Teile in Maschinen, die sich ständig bewegen, wie Zahnräder oder Lager.
Ah. Okay, jetzt verstehe ich, wohin du damit willst. Wenn Sie LCPs verwenden würden, gäbe es weniger Verschleiß an diesen Teilen und die gesamte Maschine würde ruhiger laufen.
Genau. LCPs tragen dazu bei, die Reibung zu reduzieren, alles ist effizienter und die wichtigen beweglichen Teile halten viel länger.
Das haut mich um. Wir begannen mit etwas, das wie einfaches Plastik klang, und jetzt reden wir über High-Tech-Sachen wie drahtlose Kommunikation und fortschrittliche Maschinen.
Und das ist das Coole an lcps. Ihre Vielseitigkeit, wie viel Potenzial sie haben. Und ehrlich gesagt lernen wir immer noch alles über alles, was sie tun können. Ich bin mir sicher, dass wir im Laufe der Forschung noch mehr Verwendungsmöglichkeiten für sie finden werden.
Nun, das war ein großartiger, tiefer Tauchgang. Wir sind tief in die Welt der LCPs eingetaucht und haben ihre Struktur, ihre Stärke und ihre Fähigkeit erforscht, so ziemlich alles zu bewältigen, was wir ihnen entgegenwerfen. Hitze, Chemikalien, sogar Reibung.
Es ist erstaunlich, nicht wahr?
Ja.
Und wir haben gerade erst begonnen, alle Möglichkeiten aufzudecken.
Ja, ich weiß. Bevor wir zum Abschluss kommen, habe ich noch eine letzte Frage an Sie. Wir haben darüber gesprochen, wie LCPs heute verwendet werden, aber wie sieht es mit der Zukunft aus? Welche Einsatzmöglichkeiten begeistern Sie wirklich?
Oh, es gibt so viele. Es ist wirklich aufregendes Zeug. Ein Bereich, der mich wirklich interessiert, ist flexible Elektronik.
Flexible Elektronik, okay, ich stelle mir also biegsame Telefone vor, Bildschirme, die man zusammenklappen kann.
Du hast es verstanden.
Ja.
Stellen Sie sich Geräte vor, die Sie zusammenrollen, falten oder sogar dehnen könnten, ohne dass sie kaputt gehen. Hier kommen LCPs ins Spiel. Sie verfügen über die Stärke, Flexibilität und all die elektrischen Eigenschaften, über die wir gesprochen haben.
Sie eignen sich also perfekt für den Bau dieser Schaltkreise, der Komponenten, die die Elektronik der nächsten Generation zum Funktionieren bringen.
Genau.
Das ist wild. Es ist wie direkt aus einem Science-Fiction-Film. Okay, welche anderen futuristischen Anwendungen sehen wir uns an? Was gibt es sonst noch?
Ein weiteres großes Thema ist die additive Fertigung. Vielleicht wissen Sie es besser: 3D-Druck.
Ach ja, 3D-Druck. Okay. Aber ich sehe den Zusammenhang zu LCPS noch nicht ganz.
Mit dem 3D-Druck können wir all diese komplexen Formen Schicht für Schicht aufbauen. Und das Coole daran ist, dass wir dafür spezielle Materialien verwenden können. Und wissen Sie was? Wir beginnen, LCPS als 3D-Druckmaterialien zu verwenden.
Auf keinen Fall. Wirklich?
Ja.
Moment mal, wollen Sie damit sagen, wir könnten Dinge drucken, die die Festigkeit von Metall haben, aber leicht und flexibel wie Kunststoff sind?
Das ist die Idee. Und denken Sie darüber nach, was das bedeuten könnte. Wir könnten maßgeschneiderte medizinische Implantate, superleichte Teile für Flugzeuge und sogar komplizierte Kunstwerke drucken – und das alles unter Verwendung von LCPS mit all ihren erstaunlichen Eigenschaften.
Die Möglichkeiten sind ziemlich umwerfend. Es ist erstaunlich, wie diese Materialien die Zukunft prägen. Es ist wie Technologie und Innovation, alles dank lcps.
Das ist es wirklich. Und wissen Sie, was mich am meisten begeistert? Wir lernen immer noch so viel über lcps. Da gibt es so viel Potenzial. Und da die Forschung weiter voranschreitet, habe ich keinen Zweifel daran, dass wir noch mehr unglaubliche Verwendungsmöglichkeiten für sie finden werden. Dinge, von denen wir noch nicht einmal geträumt haben.
Okay, nun, bevor wir diesen ausführlichen Einblick abschließen, möchte ich sicherstellen, dass unsere Zuhörer wirklich verstehen, wie unglaublich diese Materialien sind. Lassen Sie uns hier einen kurzen Rückblick geben.
Das ist gut.
Was haben wir gelernt?
Okay, LCPs sind also kein durchschnittliches Polymer. Wenn sie geschmolzen werden, haben sie diese besondere Struktur, diese Flüssigkristallstruktur, und das verleiht ihnen eine Kombination aus Festigkeit, Präzision und Haltbarkeit, die Sie sonst nirgendwo finden.
Rechts.
Ich meine, sie können unglaublich hohen Temperaturen standhalten. Sie lachen über aggressive Chemikalien. Sie können sogar die Reibung reduzieren.
Sie haben wirklich für jeden Anlass eine Superkraft.
Ich denke, das ist die perfekte Art, es auszudrücken. Und wir sehen diese Superkräfte ständig am Werk in unseren Telefonen, unseren Autos, den medizinischen Geräten, die uns gesund halten, sogar in den Behältern, über die wir gesprochen haben.
Es ist unglaublich, oder? Dieses Material, von dem die meisten Menschen noch nie gehört haben, spielt in unserem Leben eine so wichtige Rolle.
Ich weiß, und es zeigt nur, wie wichtig die Materialwissenschaft wirklich ist und welchen großen Einfluss sie auf alles um uns herum hat.
Absolut. Also an alle Zuhörer da draußen: Wenn Sie das nächste Mal Ihr Telefon in die Hand nehmen, mit dem Auto fahren oder sogar etwas in der Mikrowelle erhitzen, denken Sie kurz über die Materialien nach, die dafür sorgen, dass alles funktioniert.
Ja. Denken Sie an die Wissenschaft, die dahinter steckt.
Und denken Sie daran: Halten Sie Ausschau nach LCPs. Sie sind wie diese verborgenen Helden, die hart daran arbeiten, unser Leben besser zu machen. In vielerlei Hinsicht sind sie es. Also gut, das ist alles für den heutigen tiefen Tauchgang in die Welt der Flüssigkristallpolymere. Wir hoffen, Sie hatten Spaß und haben viel gelernt.
Wir haben es auch getan.
Und bis zum nächsten Mal erkunden Sie weiter, lernen Sie weiter und wundern Sie sich über all die erstaunlichen Materialien, die unsere Welt zu dem machen, was sie ist.
Bis zum nächsten Mal

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