Lanxess im Automobilbau Maßgeschneiderte Hightech-Thermoplaste für die mobile Zukunft

Redakteur: Peter Königsreuther

Lanxess präsentierte auf der VDI-Tagung „Kunststoffe im Automobilbau“ in Mannheim, maßgeschneiderte Hightech-Thermoplaste für eine nachhaltige Mobilität. Im Fokus standen dabei gleichermaßen benzin-, diesel- oder gasbetriebene Pkw sowie Elektro- und Hybridfahrzeuge.

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Lanxess präsentierte auf der VDI-Tagung „Kunststoffe im Automobilbau“ 2016 vom 9. bis 10. März in Mannheim maßgeschneiderte Hightech-Thermoplaste für eine nachhaltige Mobilität. Im Fokus stehen dabei gleichermaßen benzin-, diesel- oder gasbetriebene Pkw wie Elektro- und Hybridfahrzeuge, wie diesen Roding-Boliden.
Lanxess präsentierte auf der VDI-Tagung „Kunststoffe im Automobilbau“ 2016 vom 9. bis 10. März in Mannheim maßgeschneiderte Hightech-Thermoplaste für eine nachhaltige Mobilität. Im Fokus stehen dabei gleichermaßen benzin-, diesel- oder gasbetriebene Pkw wie Elektro- und Hybridfahrzeuge, wie diesen Roding-Boliden.
(Bild: Lanxess)

„Ob im Antrieb, im Leichtbau oder in der Elektrik und Elektronik – unsere Innovationen sind darauf ausgelegt, die Effizienz und Leistung von Fahrzeugen zu verbessern, so dass sie weniger CO2 emittieren und dadurch umweltfreundlicher sind. Gleichzeitig ermöglichen unsere Materialien wirtschaftliche, für die Großserie geeignete Bauteillösungen“, erklärt Martin Wanders, Leiter der globalen Anwendungsentwicklung des Geschäftsbereichs High Performance Materials von Lanxess.

Leichtbau für alle Wetterlagen

Am Beispiel einer Batteriekonsole für einen Kleintransporter verdeutlichte Lanxess in Mannheim die großen Möglichkeiten, welche die endlosfaserverstärkten thermoplastischen Compositehalbzeuge der Marke Tepex im Leichtbau von hochbelastbaren Bauteilen bieten. Die Konsole entsteht im DLFT-Verfahren (Direct Long Fibre Thermoplastic) mit Tepex als verstärkender Decklage. Dank Tepex erfüllt das Bauteil einen verschärften Crash-Test sowohl bei eisiger Kälte als auch bei hohen Temperaturen – im Gegensatz zu einer bisherigen DLFT-Konstruktion mit einem anderen Verstärkungsmaterial, merkt Wanders an. Die Steifigkeit der Konsole nehme im Vergleich zu einem nur aus Polypropylen gefertigten DLFT-Bauteil um den Faktor sechs und gegenüber der substituierten Konstruktion um den Faktor drei zu.

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Die 29 kg schwere Batterie darf bei Crash-Tests die Konsolenwand nicht durchbrechen: Dabei wird ein Aufprall mit einer Geschwindigkeit von 50,4 km/h geprüft, wobei etwa das 45-fache der Erdbeschleunigung und damit Kräfte von mehr als einer Tonne auf die Wand einwirken. „Die mit unserem Einleger verstärkte Konsole erfüllt die Bedingungen des Tests auch bei den neu hinzugekommenen Prüfungen bei -30 °C und 85 °C,“ so Wanders.

Außerdem wurden anhand einer mit Tepex gefertigten Sportwagen-Sitzschale die Vorteile des Hybrid-Moldings demonstriert. Bei diesem Verfahren erfolgen das Umformen und Überspritzen des Composite-Halbzeugs in einem automatisierten One-Shot-Prozess gemeinsam im Spritzgießwerkzeug. „Das hochintegrierte Bauteil ist bei gleicher Leistung deutlich leichter als eine metallische Bauteillösung. Außerdem resultiert eine größere Sitztiefe, so dass der Fahrer eine sportlichere Position einnimmt“, betont Lanxess-Materialexperte.

Hydrolysestabile PBT-Neulinge

Ein anderer thematischer Schwerpunkt von Lanxess generell sind hydrolysestabilisierte PBT-Compounds für die Automobilelektrik und -elektronik sowie neue wärmeleitende Polyamide. Eine Materialinnovation ist zum Beispiel das hydrolysestabile und zugleich sehr flammwidrige Pocan BF 4232 HR. „Das Compound erreicht in allen zu prüfenden Farben hervorragende Ergebnisse im Flammschutztest UL 94 der US-amerikanischen Prüfgesellschaft Underwriters Laboratories. Es bietet sich unter anderem für Komponenten in Elektroantrieben an“, erläutert Wanders. Das neue, mit 30 % Glasfasern verstärkte PBT erfüllt die Flammschutzprüfung UL 94 der US-amerikanischen Prüfgesellschaft Underwriters Laboratories (UL) mit der besten Einstufung V-0 bereits ab 0,4 mm Probekörperdicke, heißt es weiter. Die Hydrolysebeständigkeit des neuen PBT zeige sich im Klimaalterungstest bei 85 °C und 85 % relativer Luftfeuchte, der in vielen Lastenheften vorgeschrieben ist. Selbst nach 100 Tagen Lagerung liegen Bruchspannung und Bruchdehnung noch bei über 80 % der an sich schon hohen Ausgangswerte. Besonders verzugsarm, gelten sie als das Material der Wahl für geometrisch komplexe und großflächige Gehäuseteile.

Wärmeleitende Polyamide starten durch

Am Beispiel eines Motorflanschs für einen Antrieb von Pkw-Innenbelüftungen zeigt Lanxess die Vorteile des wärmeleitenden Polyamid 6 Durethan BTC 75 H3.0 EF. „Der Werkstoff leitet Wärme rund fünfmal besser als ein Standard-Polyamid 6 mit 30 % Glasfaserverstärkung und eignet sich als Alternative zu Polyamid-6-Compounds mit Aluminiumoxid oder Bornitrid als Wärmeleitfüllstoff“, erklärt Wanders. Es erfülle am besten die Anforderungen in puncto mechanische Eigenschaften, Wärmealterungsbeständigkeit und Fließfähigkeit und trage durch seine elektrisch neutrale Stabilisierung zur Vermeidung von Kontaktkorrosion bei. Der gezeigte Modulflansch ist ein komplexes Präzisionsbauteil mit engen Maßtoleranzen, die dank der isotropen Schwindung des Polyamids gut eingehalten werden können. Eine weitere Stärke des Werkstoffs ist die hohe thermische Langzeitbeständigkeit bis 120 °C, wie es heißt. Der Werkstoff eigne sich in diesem Anwendungssegment auch, um Druckgussmetalle zu ersetzen.

Hochverstärkte PA-Typen ersetzen Metalle

Weiterhin stellt Lanxess ein mit 60 % Glasfasern hochverstärktes Polyamid 66 vor. Wanders erklärt: „Das Durethan AKV 60 XF zeigt eine besonders hohe Festigkeit und Steifigkeit, bringt eine ungewöhnlich hohe Dauergebrauchstemperatur mit und ist trotz des Füllgrades leichtfließend – also gut zu verarbeiten.“ Großes Anwendungspotenzial bestehe etwa als Metallersatz insbesondere in dynamisch hoch beanspruchten Strukturbauteilen.“

MM

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