Herstellung von Gummi-Drehgeberringen erklärt

In vielen Bereichen der modernen Technik spielen magnetische Werkstoffe eine zentrale Rolle. Unter ihnen zeichnen sich Gummimagnete durch ihre einzigartige Flexibilität, Elastizität und Formbarkeit aus. Sie besitzen nicht nur die magnetischen Eigenschaften herkömmlicher Magnetwerkstoffe, sondern lassen sich durch die Verbindung mit einer Gummimatrix auch vielseitig formen und leicht verarbeiten. Gummimagnete werden in vielen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt.

Das Geheimnis der Gummimagnete: Materialien und Struktur

Ein Gummimagnet ist im Wesentlichen ein Verbundwerkstoff. Sein Magnetismus kommt nicht aus dem Gummi selbst, sondern wird durch die Füllung einer Gummimatrix mit einer Vielzahl von magnetischen Pulvern erreicht. Diese Pulver sind der Kern des Gummimagneten; sie können durch ein äußeres Magnetfeld magnetisiert werden und behalten ihren Magnetismus dauerhaft bei.

VERWANDTE PRODUKTE

Arten und Eigenschaften von Magnetpulvern

• Metallische Magnetpulver: Dazu gehören Eisen-Kobalt-Pulver, Eisen-Nickel-Pulver usw. Obwohl sie eine hohe magnetische Stärke haben, sind sie teuer und schwer hinzuzufügen. Sie werden hauptsächlich in Präzisionsinstrumenten verwendet, die extrem hohe Anforderungen an das Magnetfeld stellen.
• Ferrit-Pulver: Dieses Pulver, das aus Eisenoxid und bestimmten zweiwertigen Metallverbindungen besteht, ist derzeit das am häufigsten verwendete Magnetpulver. Seine Vorteile sind die niedrigen Kosten, die leichte Verfügbarkeit von Rohstoffen, die einfache Herstellung und die hervorragende Gesamtleistung. Ein gängiges Ferrit-Magnetpulver ist zum Beispiel Hochferrat.

Neben der Art des Magnetpulvers haben auch die Partikelgröße und die Gleichmäßigkeit einen erheblichen Einfluss auf die Magnetkraft des Endprodukts. Feineres und gleichmäßiger verteiltes Magnetpulver kann die magnetische Dichte und die Gleichmäßigkeit der magnetischen Verteilung erhöhen und damit die Gesamtleistung des Gummimagneten verbessern.

Auswahl der Gummimatrix

Die Wahl der Gummimatrix wirkt sich direkt auf die Flexibilität, Verschleißfestigkeit, Alterungsbeständigkeit und Verarbeitungsleistung des Gummimagneten aus. Zu den gebräuchlichen Kautschuktypen gehören Naturkautschuk, Neoprenkautschuk und chlorierter Polyethylenkautschuk, die jeweils ihre eigenen Schwerpunkte haben:

• Naturkautschuk: Verfügt über gute allgemeine physikalische und mechanische Eigenschaften, lässt sich leicht verarbeiten und kann mit einer großen Menge Magnetpulver gefüllt werden, weshalb er häufig für Magnetgummi verwendet wird.
• Neopren-Kautschuk: Hat einen etwas höheren magnetischen Fluss und eine starke molekulare Polarität, was die geordnete Anordnung der magnetischen Kristallteilchen begünstigt und somit einen stärkeren Magnetismus aufweist.
• Flüssigkautschuk: Magnetischer Kautschuk, der mit Flüssigkautschuk als Rohmaterial hergestellt wird, vereinfacht das Verfahren. Selbst eine kleine Menge magnetischen Pulvers kann einen ähnlichen Magnetismus erreichen wie eine hohe Füllmenge trockenen Gummis, was gute Entwicklungsperspektiven bietet.

Das Streben nach Exzellenz: Der Produktionsprozess

Die Herstellung von Gummimagneten ist ein mehrstufiger, anspruchsvoller Prozess, der die Qualität und Leistung des Endprodukts sicherstellen soll.

Produktionsprozess für Gummimagnete

1. Vorbereitung des Rohmaterials und Oberflächenbehandlung

o Auswahl der Gummimatrix und des Magnetpulvers: Wählen Sie geeignete Gummimaterialien und Magnetpulver entsprechend den Produktanforderungen aus.

o Oberflächenbehandlung des Magnetpulvers: Dies ist ein entscheidender Schritt. Chemische Behandlungen (z. B. Auftragen eines Oberflächenschutzmittels), Wärmebehandlungen oder Säurewaschen werden eingesetzt, um die Kompatibilität, Haftung und gleichmäßige Dispersion des Magnetpulvers mit dem Gummi zu verbessern und gleichzeitig die Oxidation des Pulvers zu verhindern.

2. Mischen und Formgebung

o Mischen von Kautschuk und Magnetpulver: Die Kautschukmatrix und das behandelte Magnetpulver werden mit Hilfe eines Innenmischers oder eines Doppelschneckenextruders gleichmäßig und in präzisen Anteilen gemischt, um sicherzustellen, dass das Magnetpulver vollständig im Kautschuk dispergiert ist.

o Formung und Verarbeitung: Das gemischte Material wird entsprechend der gewünschten Produktform geformt.

§ Formpressen: Geeignet für großvolumige, einfach geformte Produkte.

§ Spritzgießen: Geeignet für komplex geformte Produkte, die eine genauere Kontrolle über Größe und Form ermöglichen, wie z. B. hochpräzise Magnetringe.

3. Magnetische Ausrichtung und Aushärtung

o Behandlung der Magnetfeldausrichtung: Um den Magnetismus des Gummimagneten zu maximieren, wird ein starkes Magnetfeld angelegt, während die Mischung auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird. Dadurch wird die Ausrichtung der magnetischen Pulverteilchen gelenkt, so dass sie in eine bestimmte Richtung gelenkt werden. Dies ist ein wichtiger Schritt, um dem Gummimagneten einen permanenten Magnetismus zu verleihen.

o Aushärtung: Durch den Aushärtungsprozess wird eine vernetzte Struktur zwischen den Gummimolekülen gebildet, die dem Gummimaterial Elastizität und Festigkeit verleiht. Der Magnetisierungsschritt kann vor oder nach der Aushärtung erfolgen, was jeweils seine Vor- und Nachteile hat. Die Magnetisierung vor der Aushärtung begünstigt das Eindringen des Magnetfelds in das Kautschuknetzwerk, während die Magnetisierung nach der Aushärtung bequemer zu handhaben ist.

4. Nachbearbeitung und Qualitätsprüfung

o Nachbearbeitung und Beschnitt: Der geformte und ausgerichtete Gummimagnet muss beschnitten, geschnitten und geschliffen werden, um sicherzustellen, dass das Produkt den erwarteten Abmessungen und dem erwarteten Aussehen entspricht.

o Qualitätsinspektion: Das fertige Produkt wird einer umfassenden Qualitätsprüfung unterzogen, die die Abmessungen, die Magnetstärke, die Winkelgenauigkeit (üblicherweise in Gauss (Gs) gemessen, wobei in der Regel 100 bis 600 Gs erforderlich sind), das Aussehen und die magnetische Polarität umfasst, um sicherzustellen, dass das Produkt den Qualitätsstandards entspricht.

Magnetisierungsmechanismus und Einflussfaktoren von magnetischem Gummi

Mechanismus der Magnetisierung

Der Magnetismus von Magnetkautschuk entsteht durch das darin enthaltene Magnetpulver. Während der Verarbeitung verwandeln sich diese magnetischen Pulver von nicht anisotropen Polykristallen in anisotrope Einkristalle. Unter der Einwirkung eines starken Magnetfeldes richten sich diese nicht orientierten Einzelteilchen in der Gummimatrix aus und zeigen so Magnetismus in einer bestimmten Richtung.

Beeinflussende Faktoren

• Magnetische Eigenschaften, Partikelgröße und Magnetpulvergehalt: Je höher der Magnetpulvergehalt ist, desto stärker ist der Magnetismus des Gummimagneten. Ein zu hoher Magnetpulvergehalt kann jedoch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Gummis beeinträchtigen. Im Allgemeinen sind kleinere und gleichmäßigere Magnetpulverteilchengrößen für die Dispersion des Magnetpulvers im Gummi förderlicher, wodurch das Phänomen der internen Entmagnetisierung verringert und die Gleichmäßigkeit der magnetischen Eigenschaften verbessert wird. Die ideale Partikelgröße des Magnetpulvers liegt im Allgemeinen zwischen 0,5**-3μm**.
• Art des Rohkautschuks: Obwohl der Magnetismus von Magnetkautschuk im Allgemeinen unabhängig von der Art des Kautschuks ist, wirken sich verschiedene Arten von Kautschuk auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitungstechnologie aus und beeinflussen dadurch indirekt die Füllmenge und den Dispersionseffekt des Magnetpulvers.

Breite Anwendungsbereiche

Aufgrund ihrer einzigartigen Flexibilität und einfachen Verarbeitung bieten Gummimagnete breite Anwendungsmöglichkeiten in vielen Bereichen: industrielle Sensoren, Robotik, Bewegungssteuerung, Automobilbau und Medizin. Sie eignen sich insbesondere für Drehgeberschalter (von medizinischen Geräten über Haushaltsgeräte bis hin zu E-Gitarren), Mikromotoren in Zahnbohrern, LiDAR-Anwendungen, gesteuerte Klein- und Kleinstaktoren, absolute Drehgeber, Roboterantriebe, Servoantriebe und Linearaktoren. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Technologie erweitern sich die Anwendungsbereiche von Gummimagneten ständig. Von den gebräuchlichsten Kühlschrankmagneten bis hin zur High-End-Magnetschwebetechnik ist dieses unglaubliche Material unverzichtbar. Es wird erwartet, dass Gummimagnete in Zukunft in noch mehr innovativen Bereichen eine einzigartige Rolle spielen werden.