Kunststoffe im Automobil

Preisgekrönte Lösungen für das Automobil

Kunststoffe sind die Innovationstreiber im Automobilbau
Türmodul – ein integriertes Bauteil erstetzt eine Baugruppe aus etwa 40 metallischen Bauteilen.
Im Wettbewerb Automotive Innovation Awards 2011 hat die Society of Plastics Engineers (SPE) wiederum innovative, beispielhafte Lösungen ausgezeichnet, die den Sprung in die Serie geschafft haben.

Ein breites Spektrum bilden die prämierten Produkte – vom komplett aus Kunststoff bestehenden Türmodul über ein Fußgängerschutzsystem (lower leg protector) aus nachhaltigem Material bis zum leichteren Armaturenbrett. Das kann als Beleg für den außerordentlichen Umfang und die Vielseitigkeit der Werkstoffe und Verfahren gelten, die Kunststoffe – neben der Elektronik – zum Innovationstreiber der Branche machen. Im Fokus stehen zumeist Gewichts- und Kostenreduzierung, Designfreiheit und höhere Sicherheit.

Kunststoff ersetzt Metall

Das erste voll aus Kunststoff hergestellte tragende Türmodul, auch unter der Bezeichnung Superplug im Markt, von Inteva Products – vormals Delphi Interior and Lighting Systems – ersetzt eine Konstruktion aus 40 metallischen Bauteilen durch nur ein im gasunterstütztem Spritzguss hergestelltes Bauteil. Werkstoff ist ein mit 30 Prozent Glasfaser gefülltes Polycarbonat Polybutylen-Terephthalat PC/PBT mit Handelsnamen Xenoy.

Das Türmodul reduziert die Kosten laut Hersteller um 10 Prozent, das Gewicht um 1,5 Kilogramm pro Tür, also sechs Kilogramm bei den meisten Fahrzeugen und es vereinfacht die Montage. Das Modul lässt sich komplett und in einem Stück montieren.

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Der Grand Award Gesamtpreis, der auch die Prozess-, Fertigungs- und Grundlagentechnologie würdigt, wurde für das Armaturenbrett der Ford-Typen Escape und Kuga verliehen. Es wird von Faurecia unter Verwendung der Mucell Schaum-Spritzgießtechnologie aus einem Propylen von Sabic mit 20 Prozent Langglasfasern und dem Produktnamen Stamax hergestellt. Diese Anwendung reduziert laut Werkstofflieferant – im Vergleich mit einem Armaturenbrett aus dem Standard-Spritzgießverfahren – das Gewicht um 450 Gramm, die Zykluszeit um 15 Prozent und die Kosten um etwa 3 US-Dollar pro Fahrzeug. Zudem benötigt Mucell weniger Kunststoff und Energie als herkömmliche Verfahren, was die Nachhaltigkeit des Armaturenbretts verbessert.

Schutz und Effizienz vereinbaren

Der Ford C-Max Unterschenkelschutz besteht aus einem Unterboden mit einer einzigartigen Rückfederungsfunktion zur Verringerung der Kniebeugung und daraus folgenden Verletzungen während eines Fußgängerunfalls. Produziert wird die Baugruppe von Faurecia aus dem PC/PBD-basierten Kunststoff Xenoy iQ, der laut Hersteller bis zu 60 Prozent aus recycelten Materialien besteht und zur Nachhaltigkeit des Fahrzeugs beiträgt. Dieses Verfahren reduziert außerdem das Gewicht durch abgestimmte Steifigkeit, ohne zusätzliche Stahlarmierungen einsetzen zu müssen.

Ebenfalls ein „nachhaltiger“ dieser Produktreihe wird im Energieabsorber am Range Rover Evoque verwendet. Diese komplett in einem Stück produzierte Kunststoff-Stoßstangenabdeckungen übernimmt Sicherheitsfunktionen für Fußgänger an Fahrzeugen, deren Stoßfänger bauartbedingt sehr hoch angebracht sind. Dieses Teil, entwickelt von Magna International, integriert fünf Funktionen, einschließlich Lufteinlass, Scheinwerferhalterungen und Kühlergrillbefestigungen.
Zur Gewichtsreduzierung formt Sanyo Electric das Batteriemodul für den Touareg Hybrid von Volkswagen aus einem modifizierten Polypropylen-Ether (PPE), Produktname Noryl, mit nicht-halogeniertem Flammhemmer und entsprechend dem UL 94 vertikalen Flammtest.

Dieser widerstandsfähige Kunststoff halte den Kontakt mit Chemikalien wie Elektrolyten und Hochspannung aus. Der Werkstoff dient als Ersatz für Aluminiumguss und reduziert das Gewicht, so der Verarbeiter um 48 Prozent. Zudem wird eine integrierter Temperaturkontrolle möglich, die Kosten des Stanzens und Fräsen von Aluminium entfallen.Den erste Spoiler mit struktureller Kunststofftechnologie (SPT) aus einem Polycarbonat/Acrylonitrilstyrenacrylat (PC/ASA) mit Produktnamen Geloy produziert die ABC Gruppe. Der Kunststoff wird an den Ecken unter Verwendung von SPT und eines chemischen Schäummittels in der Gasgegendruckformung aufgeschäumt, um ein mit 6,5 Millimeter dickeres Segment als der Rest des Spoilers zu erzeugen. Dabei wird die Studio-Class-A-Oberflächenqualität beibehalten. Obwohl der Spoiler größer ist als das Vorgängerprodukt, wurde dessen Gewicht um 590 Gramm gesenkt.

In der Kategorie Innenausstattung wurde die patentierte Kombination aus Rücksitz-Kosmetikspiegel und Innenbeleuchtung der Lincoln MKT Town Car von Ford nominiert. Diese Komponenten werden von Daimay NA-Automotive unter Verwendung einer einzelnen Lumineszenzdiode (LED) zur Reduzierung des Energieverbrauchs hergestellt und integriert zwei bisher separate Teile in einem.

Diese Integration spart etwa 4 US-Dollar und ein Kilogramm pro Fahrzeug. Das Bauteil wird im Spritzguss aus PC/Akrylnitril-Butadiene-Styrol (ABS) der Handelsmarke Cycoloy hergestellt.

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