Revolutionär – Polymerbeton – schwingungsdämpfendes Material für Maschinenrahmen

Polymerbeton auch als fertiges Produkt wie UHPC erhältlich – Ultrahochleistungsbeton hat interessante Eigenschaften, die für die Schwingungsdämpfung in Maschinenrahmen wie für eine Heimwerker-CNC-Maschine von Vorteil sind. Es gibt jedoch einige Nachteile bei der Verwendung von Polymerbeton, die Sie kennen sollten, bevor Sie sich entscheiden, ihn in Ihrem nächsten Projekt umzusetzen.

Was ist Polymerbeton?

Polymerbeton ist das Verbundmaterial, das hergestellt wird, indem die Zementbindemittel von herkömmlichem Zementbeton vollständig durch Polymerbindemittel oder flüssige Harze ersetzt werden, und ist eine Art Beton-Polymer-Verbundwerkstoff. Das Ersetzen dieser Bindemittel ermöglicht neue und interessante Eigenschaften, die sich von herkömmlichem Beton auf Zementbasis abheben.

Wie wird es gemacht?

Polymerbeton (PC) besteht aus einem Zuschlagstoff, der mit einem Monomer oder Harz gemischt wird, das anschließend an Ort und Stelle polymerisiert wird. Die zum Mischen und Einbringen verwendeten Techniken ähneln denen, die für Portlandzementbeton verwendet werden. Nach dem Aushärten wird ein hochfestes (größer als 10.000 psi), haltbares Material hergestellt.

Es sind verschiedene Handelsprodukte in vorgemischter Form erhältlich. Jeder hat seine eigene Spezialität, z. B. eine gute Basis für Spritzgussmaschinenkomponenten – Nanodur oder zum Füllen von Hohlräumen in Maschinenbetten zur besseren Schwingungsdämpfung – Durfill .

Erhöhung der schwingungsdämpfenden Eigenschaften von Maschinenrahmen

Polymerbetone – insbesondere UHPC-Mischungen – sind ein immer beliebteres Material für Heimwerker und professionelle CNC-Maschinen. Es ermöglicht Ihnen, einen auf Stahlrohren oder Aluminiumrohren basierenden Maschinenrahmen aufzurüsten und ihm vorteilhafte Dämpfungseigenschaften hinzuzufügen.

Wie viel Verbesserung können Sie erwarten?

Unten ist eine Abbildung, die den Materialkoeffizienten (Dämpfungsleistung) im Vergleich zum Elastizitätsmodul (Steifigkeit) zeigt.

Epoxid-Granit zum Beispiel ist etwa 3-5 Mal besser in der Dämpfung als ein leeres Stahlrohr. Aber es gibt andere Polymerbetone, die die Verbesserung um das 50-fache übertreffen. Quelle: Durfill – Fraunhofer-IWU .

Material	Dämpfung[%]
Stahlrohr	0,070
Mit Leichtbeton gefülltes Stahlrohr	0,220
Mit Feinbeton gefülltes Stahlrohr	0,180
Mit Durfill gefülltes Stahlrohr	0,380
Mit Polymerbeton gefülltes Stahlrohr UHPC	0,130
Stahlrohr gefüllt mit Epoxy-Granit	0,050

Wie in der Tabelle und dem Bild oben zu sehen ist, gibt es eine große Leistungsspanne, je nachdem, welche Füllung in der Maschinenrahmenkonstruktion verwendet wird.

Meine persönlichen Experimente

Ich wollte die beste Leistung für meinen aufstrebenden CNC-Build, also entschied ich mich, meine Aluminium-Extrusion mit Durfill zu füllen.

Kommende ... Professionelle DIY CNC-Maschine

Enthält den Beton

Ich füllte den Boden meiner Aluminiumextrusion mit Gartensand. Mit etwas leichtem Komprimieren ergab es einen guten und leicht entfernbaren Abstandshalter. Was danach einfach durch Besprühen mit Wasser entfernt werden konnte.

Füllen des Aluminiumstrangs

Durfill ist einfach zu mischen. Fügen Sie einfach 2,3 Liter Wasser zu 25 kg vorgemischtem UHPC hinzu – mischen Sie es und gießen Sie es in das Aluminiumprofil. Es ist selbstverdichtend, entfernt die Blasen von selbst. Dafür ist es sehr einfach zu bedienen.

Fertiges Produkt

Fazit

Polymerbeton ist ein großartiges Material und Füllstoff für DIY- und professionelle CNC-Maschinen. Obwohl etwas teuer, ist es einfach zu handhaben und hat sehr vorteilhafte Eigenschaften für Maschinengestelle und andere Anwendungen.

Beim Klopfen auf ein leeres und mit einem uhpc-Produkt wie z. Es klingelt nicht, was ein leeres Extrudat oder Rohr tun würde. Wenn Sie darauf klopfen, klingt es wie ein totes Klopfen, z. B. an einem großen Stück Granit oder Betonwand.

Häufig gestellte Fragen – FAQ

Macht das Füllen von Aluminium-Strangpressprofilen mit UHPC / Durfill es steifer?

Ja, das Füllen von Aluminiumextrusion mit UHPC – Durfill oder einem anderen Polymerbeton macht es steifer. Um zu berechnen, wie viel zu sehen Durfill Datenblatt für ein Beispiel.

Was ist der Unterschied zwischen durfill und Gussteilen aus reaktionsharzgebundenem Mineralguss oder Polymerbeton?

Bei beiden Materialien werden die grobe Gesteinskörnung und der feine Sand mit einem Bindemittel gebunden. 
Bei Polymerbeton oder Mineralguss wird dafür meist Epoxidharz verwendet. 
Es ist ein ausgezeichneter Klebstoff, aber es ist nicht einfach zu verarbeiten und zu reinigen. 
Bei durfill ist das Bindemittel Zementleim. 
Durch die Weiterentwicklung der Betontechnologie besitzt der zementgebundene Mineralguss eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit für Anwendungen im Maschinenbau.

Sie benötigen unbedingt Verbundanker?

Wenn Stahl und Fugenmörtel zusammenwirken sollen, benötigen Sie wegen der technologisch bedingten Schwindung bei allen zementgebundenen Fugen ein Quellmittel. 
Darüber hinaus sind Verbundanker oder Schernocken unerlässlich, um die Scherkräfte aufzunehmen und ein Abrutschen der Vergussmasse in Richtung der Stahloberfläche zu verhindern. 
Die Stahloberfläche kann zum Zeitpunkt des Verfüllens verrostet und nass sein. 
Beim Mineralguss mit Epoxidharz setzt man auf die Haftwirkung des Polymers auf dem Stahl. 
Dies gilt jedoch nur, wenn die Stahloberfläche zuvor gestrahlt, entfettet und getrocknet wurde. Bei meinen Aluminiumprofilen habe ich keine Anker verwendet.

Welche Verarbeitungstemperatur benötigen Sie?

Je wärmer es beispielsweise im Sommer ist, desto kürzer ist die Verarbeitungszeit und desto schneller härtet der zementgebundene Mineralguss aus. 
Bei Temperaturen unter 5°C erfolgt die Aushärtung so langsam, dass es mehrere Tage dauern kann, bis das Bauteil transportiert werden kann. 
Bei Frost friert das noch nicht ausgehärtete UHPC ein und die Struktur wird zerstört. 
Bei kalten und sehr heißen Temperaturen empfiehlt es sich, die Hinterfüllung in einer Halle durchzuführen.

Was ist das Geheimnis hinter durfill?

Durch geeignete betontechnologische Maßnahmen ist durfill deutlich fester und fließfähiger als der Standardbeton aus dem Baumarkt. 
Erreicht wird dies durch Absenkung des w/z-Wertes bei pulverförmigen Fließmitteln und Abstufung der Korngröße des Binders bis in den Mikrometerbereich. 
Die Inhaltsstoffe sind identisch mit handelsüblichem Beton und durfill kann daher so entsorgt werden. 
Die Abfallschlüsselnummer teilen wir Ihnen gerne mit.

Kann ich das Material selbst verarbeiten?

Ja, die gebrauchsfertige Trockenmischung durfill wurde mit dem Ziel entwickelt, für jedermann einfach anzuwenden.

Was ist der Unterschied zu Nanodur-Beton?

Als gebrauchsfertiger Trockenbeton müssen alle Zuschlagstoffe vor dem Mischen mit durfill ofengetrocknet werden. 
Auch das Quellmittel und das pulverförmige Fließmittel verteuern das Produkt und mindern dessen Leistungsfähigkeit. 
Kurz gesagt: durfill ist doppelt so teuer und hat eine deutlich geringere Leistung im Vergleich zu Nanodur-Beton. 
Hierfür ist keine Anfangsinvestition in eine Mischanlage erforderlich.

Wo kann man Durfill oder Nanodur in kleinen Mengen kaufen?

Mörtelshop In Deutschland wird es in kleinen Mengen (unter einer Tonne) in 25-kg-Säcken verkauft.