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Leichtbau EMS bietet Leichtbau auf drei Gebieten

| Redakteur: Michael Ziegler

Leichtbau im Automobil wird zunehmend wichtig. EMS-Grivory ist auf dem Gebiet des Metallersatzes zur Gewichtsreduktion ein anerkannter Spezialist. Doch auch zwei weitere Unternehmensbereiche, EMS-Griltech und EMS-Eftec, bieten interessante Produkte für dieses Gebiet an.

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EMS Kleberoboter in der Automobilfertigung.
EMS Kleberoboter in der Automobilfertigung.
(Foto: EMS Chemie )

EMS- Grivory ist Spezialist für Metallersatz mit Hochleistungspolyamiden zur Gewichts- und Kostenreduktion. Ob Werkstoffe für dimensionsstabile Bauteile, Oberflächenqualität, Steifigkeit und Festigkeit oder den Hochtemperaturbereich – der Schweizer Polyamidhersteller bietet passende Produkte an. Vor allem neue hoch-hitzestabilisierte sowie langfaserverstärkte Polyamide sorgen dafür, dass der Leichtbau mit Hochleistungskunststoffen in immer mehr Bereichen des Automobils möglich wird. Diese Hochleistungskunststoffe halten hohen thermischen respektive mechanischen Belastungen stand, haben aber eine geringe Dichte und sind einfach zu verarbeiten. Gepaart mit cleveren Bauteiloptimierungen können so markante Gewichts- und Kostenvorteile erzielt werden.

Gezielte Verstärkungen durch Tapes

Die jüngste Innovation auf dem Gebiet der langfaserverstärkten Polyamide ist die EMS Tape Technology (ETT) – gerichtete Endlosfasern, die vollständig imprägniert sind und in Form von Tapes (Bänder) geliefert werden. Die Tapes können gezielt in jenen Bauteilbereichen eingesetzt werden, wo die grössten mechanischen Belastungen auftreten. Durch diese lokale Verstärkung kann für das Bauteil oft ein weniger leistungsfähiger Basiswerkstoff eingesetzt werden, was zusätzliche Kosteneinsparungen bringt. Auch an Stellen mit suboptimaler Faserorientierung, wie beispielsweise Bindenähten, kann die Platzierung eines solchen Verstärkungsbandes die Festigkeitswerte verdoppeln. Zudem werden laut EMS erhebliche Verbesserungen hinsichtlich Biege- und Torsionsbelastungen erzielt.

Verbessertes Handling bei Duroplasten

Wenn im Spritzguss hergestellte Bauteile an ihre Grenzen stoßen, dann kommen duroplastische Composites zum Einsatz. Eine bekannte Problematik bei der Herstellung von duroplastischen Composite-Bauteilen ist das Verrutschen der Fasern in der Bauteilform oder beim Herstellen von Preforms. Kommen die Fasern nicht an der genau vorhergesehenen Stelle zu liegen, geht sofort Stabilität verloren. Damit dies nicht geschieht, werden Bindemittel verwendet. EMS- Griltech bietet unter dem Namen Griltex CE speziell entwickelte Polymere an, die das Handling stark vereinfachen. Entwickelt für eine Epoxid-Matrix, lässt sich das Produkt aber auch bei anderen Duroplasten, wie Zwei-Komponenten-Polyurethan oder Phenol- beziehungsweise Cyanesterharzen einsetzen. Griltex CE stabilisiert Fasergebilde oder Tapes und unterbindet Filamentverschiebungen im RTM-Prozess. Das Produkt benötigt keine Aushärtungszeit und ermöglicht es, dass mehrere Faserschichten aufeinander geklebt und in einem Schritt verarbeitet werden können.

Griltex CE ist laut EMS mehr als nur ein Bindemittel; es ist gleichzeitig auch ein Toughener, der die mechanischen Eigenschaften des Composite-Bauteils verbessert. Griltex CE zeige höchste Kompatibilität zum Epoxidharz und schafft dadurch eine starke Verbindung. Die Restbruchfestigkeit im CAI-Test steigt um bis zu 65 Prozent und die Bruchfläche verringert sich deutlich. Die Schubfestigkeit im ILSS-Test erhöht sich um 33 Prozent.

EMS- Griltech geht noch einen Schritt weiter. Mit Griltex CT sind Hochleistungsthermoplaste im Angebot, welche das kosten- und zeitintensive duroplastische System ersetzen können. Aus Griltex CT und Fasermaterial können Organobleche vorgefertigt werden, die bei der anschliessenden Weiterverarbeitung in kurzer Zeit erhitzt und somit in jede beliebige Form gebracht werden können. In diesem Verfahren produzierte Composite-Teile müssen laut EMS nicht aushärten, was sie für die Grossserienfertigung äusserst interessant macht, da dadurch auch für Composite-Bauteile kurze Taktzeiten möglich werden.

Innovative Klebstoffsysteme

Der zunehmende Einsatz von Hochleistungspolyamiden und Composites zur Gewichtsreduktion erfordert als Konsequenz neue Innovationen in der Verbindungstechnik. Kunststoff- oder Composite-Bauteile können – im Unterschied zu Aluminium – nicht mehr mit den üblichen Verfahren verbunden werden. Schweißen ist aufgrund der Materialvielfalt, die es zu verbinden gilt, meist nicht möglich. Da Kunststoffe außerdem empfindlich auf punktuelle Krafteinwirkungen sind, eignen sich auch keine lokalen Befestigungstechniken, wie zum Beispiel Nieten. Stattdessen kommen flächige Verklebungen mit Spezialklebstoffen zum Einsatz.

EMS- Eftec bietet unter dem Namen Efbond eine Reihe von Klebstoffen an, die speziell für diese Art von Verklebungen entwickelt wurden. Für die Zwei-Komponentensysteme auf Polyurethanbasis kann die Reaktionszeit je nach Bauteil und Prozessanforderungen individuell angepasst werden. Je nachdem wie viel von der B-Komponente beigemischt wird, dauert der Aushärtungsprozess länger oder kürzer – und kann so auf die Anforderungen des jeweiligen Bauteils abgestimmt werden.

Dies bringt weitreichende Freiheiten, da man mit ein und demselben Klebstoffsystem den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden kann.

Veranstaltungstipp:»Automobil Industrie Leichtbau-Gipfel«! 2014

Know-how-Austausch – lösungsorientiert auf höchstem Niveau, am 18. und 19. März in Würzburg.

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