Gießharz

Gießharz ist meistens ein synthetisches Kunstharz, das in flüssiger Form im Vergussverfahren verarbeitet wird. Dabei fließt die Vergussmasse von oben in eine wiederverwendbare oder in eine verlorene Form. Den Arbeitsschritt des Einfüllens bezeichnet man als Verguss. Eine wichtige Verarbeitungseigenschaft von Gießharzen ist die Viskosität, welche die "Dünn-" oder "Dick-flüssigkeit" mit einem Zahlenwert beschreibt. Die Härtung des Harzes geschieht meist durch Erwärmung, z. B. im Ofen.

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Wichtige Gießharze

• Polyesterharz
• Polyurethanharz (PU-Harz)
• Epoxidharz
• Silikonharz
• Vinylesterharz

Einkomponentenharze sind vorgemischte Harzsysteme, bei denen die Härtungsreaktion erst oberhalb einer Starttemperatur beginnt. Durch Lagerung unterhalb der Starttemperatur kann die Härtung viele Monate verzögert werden (ggf. gekühlte Lagerung).

Bei mehrkomponentigen Harzen wird Harz und Härter (sowie evtl. weitere Zusätze wie Füllstoffe, Farbe, Beschleuniger, ...) in einem Mischvorgang zusammengebracht, je nach Produkt reagiert das Harzsystem bei Raumtemperatur oder erst nach Erwärmung.

Bei gefüllten Harzen wird durch mineralische Zusätze (Quarzmehl, Sand, Kreide, ...) der Schrumpf beim Härten sowie der Ausdehnungskoeffizient des fertigen Formstoffes reduziert. Im weiteren verbilligen diese Zusätze das Gießharz häufig und verringern die Brandneigung. Diese Vorteile werden durch die aufwändigere Verarbeitung erkauft, da diese Harze zur Sedimentation neigen.

Die Härtung erfolgt durch Vernetzung der Einzelkomponenten und geht meistens mit einem Volumenschrumpf einher. Hier gibt es auch die Bezeichnung Reaktionsharz. Bei verschiedenen Harzen erfolgt die Härtungsreaktion exotherm, d. h. es wird Wärme frei.

Spezielle Harze reagieren erst nach Bestrahlung mit UV-Licht oder bei Kontakt mit Katalysatoren.

Gute Klarsichtharze sind nach optimaler Verarbeitung von echtem Glas oder Plexiglas kaum zu unterscheiden.

Verarbeitung

Die Verarbeitung von Gießharz erfolgt industriell mit Hilfe von Vergussanlagen. Bei Vakuumvergussanlagen wird das Vergussobjekt in einem evakuierten Behälter mit Gießharz gefüllt. Hierbei erhält man "blasenfrei" Vergüsse und damit besonders gute elektrische Isolationseigenschaften. Erfolgt die Einbringung des Gießharzes nur punktuell, spricht man auch von Dosieranlagen. Bei geringen Mengen ist das Anmischen von Hand und der Handverguss möglich. In den Verarbeitungsrichtlinien des Herstellers ist bei Zweikomponentensystemen z. B. das Mischungsverhältnis angegeben. Hierbei gibt das Verhältnis 100:30 meistens das Masseverhältnis zwischen Harz und Härter an. Zum Mischen sind in Anlagen dynamische Mischer oder statische Mischer im Einsatz. Auf Grund der Reinigungsproblematik werden zunehmend statische "Einmal"-Mischrohre aus Kunststoff verwendet. Weiterhin ist die Topfzeit angegeben, die den Verarbeitungszeitraum bis zum Anstieg der Viskosität beschreibt. Die Härtungsvorschriften geben Zeiten und Temperaturen an, nach denen die Endeigenschaften erreicht werden. Die meisten Gießharze sind im ungehärteten Zustand gefährdende Stoffe, somit müssen besondere Schutz- und Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden (siehe Sicherheitsdatenblatt).

Gründe für den Verguss

• Umhüllung und Schutz von Bauteilen, wobei Schutz das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub, Fremdkörpern, Wasser, usw. beinhalten kann.
• elektrische Isolation, d. h. Erhöhung der Spannungsfestigkeit
• Fixierung von Bauteilen untereinander, mechanische Stabilität, Erhöhung der Vibrations- und Schockfestigkeit
• Berührungsschutz (elektrischen Sicherheit, Personenschutz)
• Herstellung von Gießkörpern mit Freiformflächen meistens in geringer Stückzahl

Anwendungen

• Verguss elektrotechnischer Bauteile (Transformatoren, Kondensatoren, Halbleiter, Baugruppen,..)
• Verguss von offenen Kontaktstellen bei Kabeln und Leitungen (Erdkabelverzweigungen z. B. Energie- und Telefonleitungen)
• Herstellung von Abgüssen in vorher hergestellte Formen (z. B. beim Rapid Prototyping, Gebäude- + Denkmal-Restaurierung)
• Klarsichtverguss (z.B. aus ästhetischen Gründen, zur dauerhaften Erhaltung von Erinnerungsstücken oder z. B. zur Verbesserung der Handhabbarkeit zerbrechlicher/vergänglicher Objekte zu Schul- und Studienzwecken)
• Kaltglasur (kratz- und witterungsbeständiger Oberflächenschutz, farblos oder gefärbt. Einsatz bei Bastelarbeiten, um glasurähnliche Oberflächen ohne Brennprozess zu erzeugen)

Beispiele für Klarsichtverguss zu Schul- und Studienzwecken

• Beispiele und Infos zu Gießharzobjekten der biologischen Präparatesammlung des Silverberg Gymnasiums Bedburg