Klimaschutz und Kraftstoffeffizienz – zwei wichtige Gründe, warum Automobilhersteller auf Leichtbaumaterialien setzen. Die steigende Nachfrage nach schweren SUVs allerdings bringt jetzt neue Herausforderungen. Auch der Trend zum E-Auto geht wegen der zusätzlichen Batterien mit einem höheren Fahrzeuggewicht einher. Das gilt es an anderen Stellen, in sichtbaren und unsichtbaren Funktionen der Baugruppen einzusparen.

Da Kunststoffe eine hohe Designfreiheit, Funktions- und Bauteilintegration bieten, erfreuen sie sich wachsender Beliebtheit. Auch für strukturelle und semistrukturelle Komponenten sind sie zunehmend eine gute Alternative zu Magnesium und anderen Metallen. Kunststoffe lassen sich deutlich einfacher bearbeiten als Metall und punkten insbesondere im Innenbereich durch exzellente optische und haptische Eigenschaften. Für den Ersatz oder die Konsolidierung von Metallteilen sind dabei vor allem langglasfaserverstärkte Polymerlösungen geeignete Kandidaten, die eine erhebliche oder entscheidende Gewichtsreduzierung ermöglichen.

Als ein internationaler Automobilzulieferer beim Kunststoffproduzenten Trinseo nach einer innovativen Materiallösung für einen Funktionsträger fragte, hatte sich der Zulieferer eigentlich bereits für eine Magnesiumlösung entschieden – eine Entscheidung, die er später revidierte. „Bei der Suche nach geeignetem Polymermaterial mussten unter anderem eine hohe Formstabilität und enge Bauteiltoleranzen gewährleistet sein“, sagt van Riel. Um eine im Vergleich zu Magnesium hohe Bausteifigkeit zu erreichen, kam von Anfang an nur eine glasfaserverstärkte Polymerlösung in Frage. Erfahrungsgemäß ermöglichen hohe Glasfasergehalte eine hohe Bauteilstabilität.

Hohe Formstabilität von ABS LGF
Nach einer Reihe von Tests schlug Trinseo dem Kunden langglasfaserverstärktes Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS LGF) vor. Im Gegensatz zu Legierungen mit Polyamid oder Polypropylen behält ABS LGF – insbesondere bei hohen Temperaturen von bis zu 100 Grad Celsius – seine hohe Formstabilität und Kriechfestigkeit bei. Diese Materialeigenschaft erweist sich insbesondere bei Funktionsträgern als günstig.

Um eine mit Magnesium vergleichbare Steifigkeit zu erreichen, wurde die Kunststoffkomponente entsprechend der durchgeführten Computersimulation verrippt. Die Materialeigenschaften von ABS LGF sind eine gute Nachricht für den Leichtbau: Im Vergleich zu Magnesium sparen Hersteller mit der Kunststofflösung bis 30 Prozent Gewicht ein – ein Schub für den Leichtbau im Auto.