Sheet Moulding Compound (SMC) ist ein verstärkter duroplastischer Werkstoff, der sich durch hohe Festigkeit, Formstabilität und exzellente Verarbeitbarkeit auszeichnet. Er wird vor allem im Automobilbau, in der Elektrotechnik, im Maschinenbau sowie in der Bauindustrie eingesetzt. Doch woraus besteht SMC genau?
Was ist SMC?
SMC ist ein plattenförmiges, faserverstärktes Formmassenmaterial, das als Halbzeug geliefert und im Heißpressverfahren verarbeitet wird. Das Material vereint die Vorteile von Duroplasten – wie Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit – mit den mechanischen Eigenschaften von glasfaserverstärkten Kunststoffen.
Aufbau von SMC – Schicht für Schicht erklärt
SMC besteht aus einer Harzmatrix, in die Verstärkungsfasern, Füllstoffe und Additive eingearbeitet sind, eingefasst zwischen zwei Trennfolien.
1. Untere Trennfolie
- Material: Besteht meist aus PE (Polyethylen) oder PET (Polyethylenterephthalat).
- Funktion: Verhindert das Verkleben der SMC Halbzeuge beim Lagern und Transportieren.
- Verarbeitung: Die Trennfolie wird vor dem Heißpressen entfernt.
2. Harzmatrix mit eingestreuten Verstärkungsfasern
- Material: Polyester- oder Vinylesterharz als Matrix, kombiniert mit Verstärkungsfasern (meist Glasfasern, ca. 25–50 mm Länge, seltener Kohlenstofffasern).
- Funktion: Das Harz dient als Bindemittel, hält die Fasern zusammen, überträgt Kräfte, schützt vor Umwelteinflüssen und ermöglicht die Verarbeitbarkeit. Die zufällig eingestreuten Fasern sorgen für mechanische Festigkeit und Steifigkeit.
- Verarbeitung: Die Harzpaste (Harz, Füllstoffe, Additive) wird auf die untere Trennfolie aufgetragen, die Fasern werden darauf gestreut, und eine weitere Schicht Harzpaste wird aufgetragen, um die Fasern vollständig einzubetten.
3. Füllstoffe
- Material: Häufig Kalziumkarbonat, Kreide oder andere mineralische Füllstoffe.
- Funktion: Reduzieren die Materialkosten, verbessern die Dimensionsstabilität, verringern die Schrumpfung während der Aushärtung und beeinflussen die Oberflächenqualität.
- Anteil: Kann bis zu 50 % der Gesamtmasse ausmachen, je nach Anwendung.
4. Additive
- Material: Härter, Katalysatoren, Verdickungsmittel, Flammschutzmittel, Farbstoffe, UV-Stabilisatoren oder Entformungsmittel.
- Funktion:
- Härter/Katalysatoren: Initiieren die Aushärtung des Harzes während des Pressens.
- Verdickungsmittel: Erhöhen die Viskosität der Harzmatrix für eine bessere Verarbeitbarkeit.
- Flammschutzmittel: Verbessern die Brandsicherheit.
- Farbstoffe: Ermöglichen die Einfärbung des SMC.
- UV-Stabilisatoren/Entformungsmittel: Verbessern die Langlebigkeit bzw. erleichtern die Entformung.
5. Obere Trennfolie
- Material: Identisch zur unteren Trennfolie (PE oder PET).
- Funktion: Schützt die Oberseite des SMC Halbzeugs und verhindert Verkleben.
- Verarbeitung: Wird ebenfalls vor dem Heißpressen entfernt.
Das SMC Halbzeug wird wie ein „Sandwich“ aufgebaut: Eine untere Trennfolie, darauf die Harzmatrix, in die Verstärkungsfasern zufällig eingestreut sowie Füllstoffe und Additive eingearbeitet sind, abgeschlossen durch eine obere Trennfolie. Dieser Aufbau ermöglicht eine kompakte Lagerung, einfache Handhabung und die Herstellung präziser Bauteile durch Heißpressen. Die Zusammensetzung kann je nach Anforderung – z. B. mechanische Belastung, Temperaturbeständigkeit, Oberflächenqualität – angepasst werden.