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Lanxess auf der K 2013 in Düsseldorf

Innovationen vom Pigment bis zum Fertigteil

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Metall wird überflüssig

Auch Pkw-Frontendträger lassen sich inzwischen als reine Kunststoffbauteile konstruieren. Das zeigt der neue Skoda Octavia. Sein Frontendträger besteht aus dem mit 60 % Glasfasern hochverstärkten Polyamid 6 Durethan DP BKV 60 H2.0 EF von Lanxess. Die Besonderheit des Strukturbauteils (Bild 6) ist, dass im Vergleich zu den wenigen Vollkunststoff-Frontendträgern, die es bisher überhaupt gibt, auch der bis zu den Kotflügelbänken reichende obere Querverbund des Bauteils vollständig ohne verstärkende Metallbleche auskommt.

Ziel des Kunde war es, den Fertigungsprozess für den Frontend-Träger zu vereinfachen. Die große Herausforderung war es dabei, die hohen Anforderungen an die Steifigkeit zu erfüllen – unter anderem im Bereich des Kühlerlagers und des Haubenschlosses, auf die sehr hohe Kräfte wirken. Die gegenüber Standard-Polyamiden mit 30 oder 40 % Glasfaserverstärkung gewichtspezifisch deutlich höhere Steifigkeit des hoch gefüllten Werkstoffs sorge dafür, dass das Bauteil für die hohen Belastungen ausreichend steif ist: Zum Beispiel hat das Polyamid 6 im konditionierten Zustand bei Raumtemperatur einen

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E-Modul von 13100 MPa (ISO 527-1,-2).

Kniffliger Übergang zum Kotflügelbereich

Besonders „knifflig“ war die Auslegung des Querverbundes im Übergang zu den Kotflügelbänken. Für diesen Bereich, in den Aufnahmen für die Scheinwerfer und Haubenpuffer integriert sind, ist nur ein sehr kleiner Bauraum vorhanden, was eine sehr filigrane, aber dennoch hochbelastbare Konstruktion notwendig macht. Dank der hohen Steifigkeit und Festigkeit des Materials erfüllen die Aufnahmen für die Scheinwerfer und Haubenpuffer dennoch alle Anforderungen, betonen die Experten.

Obwohl das Polyamid wegen seines hohen Glasfaseranteils eine deutlich höhere Dichte hat, falle das Bauteil vergleichsweise leichtgewichtig aus. Gegenüber einem von Lanxess virtuell zum Vergleich entwickelten Träger aus einem Standard-Polyamid 6 mit 30 % Glasfasergehalt ist das reale Teil um rund 1,2 Kg und damit um 25 % leichter geworden. Grund dafür seien die deutlich besseren mechanischen Eigenschaften, aber auch das gute Fließverhalten des Werkstoffs, das sehr dünne Wanddicken ermöglicht. So gelang es, die Wanddicken in weniger belasteten Bereichen auf etwa 1,8 mm zu reduzieren.

Anwendungen für die Elektromobilität auf dem Schirm

Außer den Aufnahmen für die Scheinwerfer sind in den Frontendträger per Spritzguss etwa auch Aufnahmen für den Kühler, das Schloss, den Diebstahlschutz und die Luftführung integriert. Zudem wird das Bauteil direkt mit einer Dekorabdeckung versehen, so dass deren separate Montage entfällt. Die Abdeckung konnte trotz des hohen Glasfasergehaltes unseres Materials fein genarbt und damit optisch ansprechend gestaltet werden, betonen die Lanxess-Experten.

Nach den guten Erfahrungen mit dem Frontendträger des Octavia gehe Lanxess davon aus, dass auch andere Strukturbauteile für das Automobil metallfrei als reine Polyamid-Teile umgesetzt werden könnten;beispielsweise im Bereich Träger der Batterie oder der Elektronikkomponenten für Elektro- und Hybridfahrzeuge.

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