Phenolharze

Kunststoff ist der Motor – der Motor aus Kunststoff

Phenolharze sollen Aluminium als Zylindermaterial ersetzen. Kunststoffe treiben den Automobilbau, immer mehr auch „under-the-hood“ und in motornahen, von Temperaturen und chemischen Einflüssen extrem belasteten Anwendungen. Nun wird ein Versuch unternommen, bis 2020 aus Zylinder von Verbrennungsmotoren als Polymer-Verbundwerkstoffen herzustellen.

Glasfaserverstärkte Phenolharz-Zylinder sollen für Gewichtsreduktion und geringere Herstellungskosten sorgen. (Quelle: SBHPP)

SBHPP High Performance Plastics, ein Geschäftsbereich von Sumitomo Bakelite, prognostiziert, dass bis zum Jahr 2020 die aktuell aus Aluminium bestehenden Zylindergehäuse durch die ersten aus Polymer-Verbundwerkstoff hergestellten Komponenten in Pkw- und Motorrad-Motoren ersetzt werden.

Das Unternehmen kann eigenen Angaben zufolge nachweisen, dass im Spritzgießverfahren hergestellte, glasfaserverstärkte Phenolharz-Zylinder die gleichen Leistungsmerkmale aufweisen, wie Aluminiumdruckguss-Komponenten. Gegenüber der metallischen Konkurrenz sollen sie aber für eine deutliche Gewichtsreduzierung, geringere Lärmemission und Wärmeabgabe sorgen. Außerdem zeige sich in der Ökobilanz die Umweltbelastung von Phenolverbundkomponenten über ihre gesamte Lebenszeit hinweg geringer als bei Aluminiumbauteilen.

Daher meint Hendrik De Keyser, Abteilungsleiter Technologie bei SBHPP Vyncolit: „In drei bis fünf Jahren wird es Zylindergehäuse aus Verbundwerkstoffen geben. Wir gehen davon aus, dass diese Verbundwerkstoff-Technologie zunächst in Kleinmotoren bis 1,6 Liter Hubraum eingesetzt wird. Die Anwendung in leistungs- und hubraumstärkeren Motoren wird der nächste Schritt sein.”

Anzeige
Der Aluminiumzylinder (links) neben dem Verbundwerkstoffersatz beim Einbau in den Motor (rechts). (Quelle: SBHPP)

Als Hersteller von Phenolharzformmassen entwickelt das Unternehmen seit mehr als 20 Jahren Duroplast-Verbundwerkstoff-Teile für die Automobilindustrie. In einer neuen Kooperation mit der Fraunhofer Projektgruppe „Neue Antriebssysteme“ in Karlsruhe, wurde eine Machbarkeitsstudie über einen 650 Kubikzentimeter großen Einzylinder-Motor aus Verbundwerkstoff durchgeführt. Hier wurde ein zu 55 Prozent glasfaserverstärktes Phenolharz in Kombination mit integrierter Metalleinlage und einer Metallzylinderbuchse verwendet. Der dafür optimierte Spritzgießprozess habe zu 90 Sekunden Zykluszeit geführt. Bei einem Produktionsvolumen bis 30.000 Stück jährlich biete das Verbundwerkstoff-Gehäuse im Vergleich zu Aluminium eine Gewichtsreduzierung bis 20 Prozent bei etwa 10 Prozent niedrigeren Herstellungskosten. Bei höheren Produktionsmengen sei die Kosteneinsparung höher.

Ein weiterer Vorteil bei Verwendung von Verbundwerkstoffen ist laut Unternehmen ein besseres NVH-Verhalten (Schwingung und Akustik). Akustische Tests haben demnach eine erhebliche Lärmreduzierung für das Verbundwerkstoff-Zylindergehäuse gegenüber dem Aluminium-Referenzteil bestätigt. Zusätzlich haben thermische Tests reduzierte Wärmeabstrahlung des Verbundwerkstoff-Teils ergeben. Die zwischen Antriebs- und Einlassseite gemessene Temperaturdifferenz sei deutlich kleiner beim Verbundwerkstoffteil als bei einer Aluminiumalternative.

SBHPP plant nun, mit Motorenzulieferern und Automobilherstellern (OEMs) zusammenzuarbeiten, um dieses Konzept auf den Markt zu bringen. Für die Zukunft ist die Entwicklung eines Motorkonzepts mit zwei, drei oder vier Zylindern geplant, die aus SBHPP- Verbundwerkstoffmaterial bestehen. Dieser Motor kann als Primärantrieb für Personenkraftwagen und Motorräder verwendet werden oder als Range Extender für Elektrofahrzeuge.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem Kunststoff Magazin Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite