Faserverstärktes Polyurethan Komplett-Composite auf Polyurethanbasis

Viele Automobilentwickler rufen weiter nach leichteren und dennoch stabilen Bauteilen. Ressourcen einsparen und CO₂-Emissionen senken, heißt die Devise. Neben faserverstärkten Epoxidharzprodukten gelingt es nun auch Bauteilen auf Polyurethanbasis, sich auf dem Markt durchzusetzen.

Anbieter zum Thema

Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

GGB Heilbronn GmbH

Treston Deutschland GmbH

Rühl Puromer GmbH

Seit vielen Jahren schon wird der Faserverbundtechnik ein großes Potenzial zugeschrieben. Nachdem das Hightechmaterial lange Zeit auf Nischenanwendungen begrenzt war, trifft das Thema im Zuge der Diskussion um Ressourcenschonung, CO₂-Emissionen und Treibstoffeinsparung sowie nicht zuletzt durch die zunehmende Bedeutung des Themas Elektromobilität auf neue Resonanz in vielen Industriezweigen. In der Automobilindustrie sowie der Rohstoffbranche sind bisher nicht gekannte Aktivitäten und auch Investitionen zu registrieren. Außer den „klassischen“ High-End-Faserverbundwerkstoffen aus Epoxidharzen in Kombination mit Endlosfasern aus Glas oder Carbon, nähert sich auch der Werkstoff Polyurethan (PUR) als Matrix dem Ziel, eine immer rentablere High-End-Faserverbundwerkstoff-Alternative zu werden, stellt das Unternehmen Rühl Puromer fest. Seit circa zehn Jahren hat sich die Faserverstärkung von speziellen PUR-Hartschäumen einen festen Platz in der automobilen Großserienfertigung behauptet. Typische Bauteile sind heute PUR-Wabensandwichbauteile, die sich in Form von Schiebedachkassetten, Hutablagen und Ladeböden durchgesetzt haben.

Erfahrungen aus dem Flugzeugbau standen Pate

Hohe Steifigkeit bei minimalem Gewicht zeichnet auch diesen PUR-Verbundwerkstoff aus. Die Möglichkeit, Befestigungselemente zu integrieren, lässt sich direkt in den Fertigungsprozess einbinden. So ist es erstmalig gelungen, diese in der Flugzeugindustrie seit mehreren Jahrzehnten erfolgreich eingesetzte Bauweise mit kosteneffizienten Werkstoffen und Verarbeitungstechniken ökonomisch sinnvoll für den Automobilbau in Großserie zu adaptieren. Weitere PUR-Composite-Bauteile mit langer Serienhistorie stellen auch Langglasfaser verstärkte Produkte ohne Sandwichaufbau, hergestellt im LFI-Verfahren, dar; Vertreter sind zum Beispiel Dachmodule oder Traktorhauben. Im Zuge der konsequenten Weiterentwicklung dieser PUR-Wabentechnik bietet Rühl heute spezielle Imprägniersysteme an, die die in der Regel eingesetzten Papierwaben feuchteresistent machen und diese Produkte in Zukunft auch für Außenanwendungen interessant werden lassen. Zuätzlich sind heute auch PUR-Systeme verfügbar, die zu einem hohen Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.

Spagat zwischen Reaktionsbeginn und Aushärtungsphase gelungen

PUR-Werkstoffe haben jedoch trotz des bereits erreichten Leistungsspektrums hinsichtlich ihrer Werkstoffperformance noch eine Hürde auf dem Weg zum High-End-Verbundwerkstoff zu überwinden: Die bisher verwendeten Wirrglasfaser-Matten und der daraus resultierende geringe Faservolumengehalt liefern noch nicht die Eigenschaftsmerkmale eines hochwertigen Composite-Werkstoffs, wie sie von entsprechenden Composites auf Basis von Epoxidharzen her bekannt sind. Hier gilt es, in Zukunft die PUR-Chemie in Viskositätsbereiche von unter 100 mPas zu bringen.

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