Leichtbau

Leichte Lösungen

Technische Kunststoffe, konstruktive Lösungen und Verarbeitungs-Know-how - zusammengenommen und intelligent abgestimmt, ergeben innovative Leichtbau-Lösungen, wie sie nicht nur die Automobilindustrie sucht.

Die spritzgegossene Lkw-Ölwanne aus Zytel Polyamid ist um bis zu sechs Kilogramm (50 Prozent) leichter als die Aluminiumausführung. (Quelle Elring Klinger)

Gemeinsam mit Konstrukteuren und Verarbeitungsspezialisten treibt Dupont das Thema Leichtbau voran. Zu den aktuellsten Beispielen gehört eine Lkw-Ölwanne aus Dupont Zytel Polyamid, die rund sechs Kilogramm - und damit rund 50 Prozent leichter sei als die bisherige Aluminiumausführung. Während der K will Dupont diese Ölwanne ebenso präsentieren wie eine in der Entwicklung befindliche Verbundwerkstofftechnologie auf Thermoplastbasis für hoch belastbare Teile. Diese verbinde geringes Gewicht mit hoher Schlagzähigkeit, Festigkeit und Steifigkeit und könne Metalle in Karosserie-, Fahrwerks- und Motorraumanwendungen ersetzen.

Für optimale Ergebnisse müssen die Bauteile allerdings von Beginn an "in Kunststoff konstruiert" werden, statt bestehende Teile aus Metall zu substituieren. Dies erfordere jedoch eine geänderte Herangehensweise, und auch die benötigten Werkstoffdaten müssen verfügbar sein, denn nur dann lassen sich alle Gewichts-, Festigkeits- und Funktionsvorteile der Kunststoffe nutzen. Um dazu beizutragen, charakterisiert Dupont seine Werkstoffe auch unter dynamischeren Bedingungen. Das helfe, die Eigenschaften genauer vorauszusagen, den Prozess der Werkstoffauswahl zu verbessern und die Entwicklungszeit zu verkürzen.

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Die von Elringklinger im Spritzgießverfahren für Mercedes-Benz produzierte Ölwanne sei trotz des geringen Gewichts widerstandsfähig gegen Steinschlag über die typischerweise 1,5 Millionen Kilometer umfassende Lebensdauer von Lkw- oder Omnibusmotoren. Zudem verringere sich der Geräuschpegel um rund 2 dB gegenüber der Metallausführung.

Um den Bedarf für leichtere, festere Strukturwerkstoffe zu erfüllen, arbeitet Dupont nach eigenen Angaben mit Kfz-Herstellern und Tier-1-Zulieferern an Entwicklungsprojekten, bei denen thermoplastische Verbundwerkstoffe für tragende oder mechanisch belastete Bauteile verwendet werden, wie Sitzrahmen, Heckklappen, Querträger, Stoßfänger und Feder-Dämpfer-Systeme. So ergab die Zusammenarbeit mit PSA Peugeot Citroën bei der Prüfung eines Seitenaufprallträgers aus dem Werkstoff Vizilon, eine in der Entwicklung befindliche Thermoplast-Verbundwerkstoff-Technologie, eine mögliche Gewichtseinsparung von 40 Prozent im Vergleich zum ultrahochfestem (UHHS-)Stahl und zugleich eine gegenüber Trägern aus Metall und kurzglasfaserverstärktem Kunststoff höhere Energieaufnahme. Als ein Ergebnis erfüllte der neue Werkstoff den Crashtest von PSA Peugeot Citroën, was seine Eignung für energieabsorbieren Aufprallelemente bestätigt. Er biete hohe Steifigkeit bei Temperaturen zwischen -40 und 90 Grad Celsius und übertreffe oberhalb von 80 Grad Celsius auf Polypropylen basierende Verbundwerkstoffe.

Projekte mit Kunden vorantreiben

Gemeinsam mit Kunden intelligente, nachhaltig wirtschaftliche Problemlösungen zu entwickeln, ist erklärtes Ziel des Genfer Unternehmens Dupont. Das eigene, weitläufige und mit allen gängigen Verarbeitungstechnologen modern ausgestattete Technikum sowie das Konstruktions- und Prozess-Know-how werden in gemeinsame Projekte mit Verarbeitern investiert. Dazu gehören auch umfangreiche Simulationsmöglichkeiten und Prüfstände mit teils selbst entwickelten, praxisnahen Prüfmethoden. Die Produktionsmöglichkeiten - und die dementsprechenden Erfahrungen - reichen beispielsweise im Spritzguss bis zur Seriengröße, wie sie beispielsweise in einem Automobilprojekt genutzt wird: Gefertigt wird hier ein extrem steifer, in Pkw-Türen montierten Seitenaufprallschutz, der ein aufwendigeres und schwereres Stahl-Bauteil abgelöst hat.

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