Funktioneller – schöner – sicherer

Unter der Motorhaube nehmen Kunststoffe eine ganze Reihe von Aufgaben wahr – unter schwierigen Bedingungen: Hohe Temperaturen, Vibrationen und unterschiedliche chemische Beanspruchungen aus Ölen, Treibstoffen sind einige davon. Trotzdem nehmen aus Gründen der Gewichtsersparnis und der häufig höheren gestalterischen Freiheit und Funktionsintegration Kunststoffe immer neue Anwendungen. Dementsprechend wurde ein (Polyphenylensulfid) PPS speziell für das Blasformen optimiert. Der Typ Fortron 1115LO ist als hochtemperaturbeständiger Werkstoff für die steigenden Temperaturen unter der Motorhaube geeignet und spart Gewicht ein. In Kombination mit einem weiteren PPS-Typ sowie einem neuen Anbindungsverfahren konnte Röchling Automotive bei einem Ladeluftrohr damit die Fertigungskosten um bis zu 25 Prozent senken.

15 Prozent Glasfaser-Anteil, hohe Schmelzefestigkeit und Viskosität sind die relevanten Eigenschaften dieses PPS. So lassen sich beispielsweise Rohre mit komplexer Formgebung und hoher Fertigungsgüte, wie das von Röchling Automotive in Zusammenarbeit mit Ticona entwickelte Ladeluftrohr, herstellen. Es kommt in den Zwei-Liter-Dieselmotoren von VW zum Einsatz und wurde von der SPE (Society of Plastics Engineers) ausgezeichnet.

Mit einer Kombination aus Prozess- und Produktoptimierungen sinken bei der Fertigung des Ladeluftrohrs die Kosten gegenüber einem vergleichbaren Aluminiumsystem laut Verarbeiter um etwa 25 Prozent. Gleichzeitig zeichne sich das Rohr durch hohe Beständigkeit und lange Lebensdauer bei den widrigen Konditionen unter der Motorhaube aus und es sei um bis zu 30 Prozent leichter als bisher eingesetzte Komponenten aus Aluminium.
Entscheidend bei der Kostenreduktion war das Integrieren von Elementen bereits während des Blasformens. Bislang wurden Halterungen, Laschen, Clipse usw. in separaten Werkzeugen spritzgegossen und anschließend mit dem blasgeformten Rohr im dritten Verfahrensschritt verschweißt. Mit dem neuen Verfahren des Spritzfügens werden die drei Arbeiten – Blasen, Spritzgießen und Fügen – zu einem Fertigungsschritt kombiniert.

Für die zu spritzenden Befestigungselemente wird ein PPS mit 30 Prozent Glasfasern genutzt. Es bietet gute Fließeigenschaften, ist schlagzäh, modifiziert und hat vor allem sehr gute Haftungseigenschaften zum Typ 1115L0.

Das Ladeluftrohr aus PPS wird auch deshalb eingesetzt, weil sich die Bedingungen unter der Motorhaube radikal verändern. Grund dafür ist das Downsizing in der Motortechnik: Hubraum und Zylinderanzahl werden verringert, die damit einhergehende Leistungseinbuße mit Turbolader oder Kompressor weitgehend kompensiert. So werden schon heute die Lastenhefte der Autokonzerne neu geschrieben: Demnach sind beispielsweise künftig kühlwasserführende Baukomponenten mit 140 Grad Celsius auszulegen. Diese Anhebung der Temperatur eröffnet dem hochtemperaturbeständigen PPS neue Marktchancen – zumal der Werkstoff dazu beitragen kann, Rationalisierungs- und Kostensenkungen ohne Leistungseinbußen zu verwirklichen.