Leichtbau im Auto

Fahrzeugplatten mit thermoplastischen Composite Tapes

Leicht, kostengünstig und recycelbar sollen neue Platten sein, die für Innen- und Außenanwendungen an Fahrzeugen entwickelt wurden.

Gefertigt in einem integrierten Laminier- und Niederdruckverfahren ist diese Fahrzeugtrennwand 35 Prozent leichter als ein vergleichbares Metallbauteil und erfüllt die Bestimmungen der ISO 27956 zur Sicherung der Ladung in Lieferfahrzeugen.

Basis der Platten sind einem unidirektional faserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe der Marke Udmax von Sabic. Sie sollen herkömmliche Platten aus Metallen und Duroplasten in Fahrzeuginnen- und -außenanwendungen ersetzen. Zu den ersten kommerziellen Anwendungen zählt laut Unternehmen die künftige Trennwand eines leichten Nutzfahrzeugs, das in großen Stückzahlen für den globalen Automobilmarkt produziert wird. Sie wurde in Zusammenarbeit zwischen Sabic, RLE International, Engineering-Dienstleister mit Sitz in Großbritannien, AMA Composites, italienischer Werkzeughersteller, und Setex Textil, einem deutschen Gewebehersteller, entwickelt.

Die neuen Platten vereine, so der Hersteller, Festigkeit und Schlagzähigkeit mit geringem Gewicht, was das Gewicht bei Innenanwendungen im Vergleich zu Metallplatten um bis zu 35 Prozent reduzieren könne. Bei Außenanwendungen sei sogar eine Reduzierung bis 50 Prozent möglich. Die Gewichtseinsparung ermöglicht auch das einfachere Handling, was die Fahrzeugmontage beschleunigen kann. Die Platten werden in einem integrierten Laminier- und Niederdruckverfahren gefertigt.

Die Gewichtseinsparung sei realisierbar, ohne das schlagzähe Verhalten der Trennwand zu beeinträchtigen, was für den Schutz der Fahrzeuginsassen vor Verletzungen durch verrutschende Ladung grundlegend ist. RLE International zufolge erfüllt die Trennwand die Bestimmungen der ISO 27956 zur Ladungssicherung in leichten Nutz- und Lieferfahrzeugen. Hauptfaktoren, um die Schlagzähigkeit der Trennwand zu optimieren, waren der Aufbau des Fertigungsverfahrens und die Zugfestigkeit von Udmax.

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Im Vergleich zu metallischen oder Spritzgussteilen für eine herkömmliche mehrteilige Trennwand kann die von RLE konzipierte, entwickelte und optimierte Verfahrensweise die Werkzeugkosten drastisch verringern - gegenüber denen für Spritzgießwerkzeuge um bis zu 80 Prozent. Diese Einsparung beruht auf der Möglichkeit, anstelle von teurer Hochdruckwerkzeugen ein einziges kostengünstigeres Niederdruckwerkzeug einzusetzen. Gegenüber der herkömmlichen metallischen Konstruktion für Trennwände in leichten Nutzfahrzeugen ergebe sich eine potenzielle Einsparung der Gesamtbeschaffungskosten um 10 Prozent.

Die Technologie könne einen Umbruch in der Fertigung von Fahrzeugplatten bewirken, indem sie die Wirtschaftlichkeit steigert und die Komplexität reduziert. Mit Umformzyklen von weniger als zwei Minuten erübrige das Verfahren die sonst erforderliche Beschaffung und Montage mehrerer Einzelbauteile, was traditionell mit Zulieferern an unterschiedlichen Standorten verbunden ist, und spare sekundäre Bearbeitungs- und Lackierschritte.

Das geschützte Laminierverfahren mit einem Kern aus extrabreitem und von Setex verwebtem Tape liefert ein ästhetisches Finish in nur einem, integrierten Formpressschritt. Das Verfahren gestattet auch die Variation der Plattendicke, um unerwünschte Nebengeräusche im Fahrzeug (Noise, Vibration and Harshness, NVH) zu minimieren. AMA Composites hat das Werkzeug entwickelt und auch die Prototypen hergestellt.

Damit ergeben sich viele Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise bei Elektrofahrzeugen, wo das geringere Plattengewicht sich positiv auf die Reichweite auswirkt, während die niedrigeren Werkzeugkosten den Investitionsaufwand für Startup-Unternehmen reduzieren.

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