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Leichtbau-Gipfel 2014 Polyamide statt Metall

Redakteur: Michael Ziegler

Leichtbau ist eine interdisziplinäre Herausforderung: das verdeutlicht Horst Heckel, Produktmanager beim Polymer- und Chemikalien-Spezialist EMS-Chemie auf dem Leichtbau-Gipfel 2014 in Würzburg. Dafür stehen gleich drei Unternehmensbereiche.

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Horst Heckel, Produktmanager beim Polymer- und Chemikalien-Spezialist EMS-Chemie.
Horst Heckel, Produktmanager beim Polymer- und Chemikalien-Spezialist EMS-Chemie.
(Foto: Stefan Bausewein)

Leichtbau im Automobil ist allgegenwärtig. 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.

Zuerst erklärte Horst Heckel, welche Strategien im Kompetenzfeld Chemie beim Leichtbau zum Einsatz kommen: „Polyamide bewähren sich seit Jahren als Werkstoff der Wahl für den Metallersatz. Modifizierte Polyamide wie PAPA und PPA können das Leistungsspektrum deutlich erhöhen und durch weniger Materialeinsatz zusätzlich zur Gewichtsreduktion beitragen.“ Bei Polyamiden mit 50 Prozent Glasfaserverstärkung seien die Steifigkeiten trocken ähnlich, wie bei herkömmlichen Materialien. Durch Reduktion der Wasseraufnahme werden nochmal deutlich höhere Steifigkeiten erzielt und weniger Material für die gleiche Eigenschaft benötigt. Mit höheren Glasübergangstemperaturen bleiben die Eigenschaften auch bei höheren Temperaturen besser erhalten.

Im Bereich Physik erläuterte Heckel wie optimierte Faserstrukturen im Bauteil für verbesserte thermomechanische Eigenschaften sorgen. Das Stichwort lautete „langfaserverstärkte Polyamide“. Diese reduzieren laut dem Experten das sogenannte „Kriechen“ erheblich. Außerdem ergeben sich durch die Langfaserstruktur sehr hohe Kerbschlagzähigkeiten, eine hohe Arbeitsaufnahme, höhere Linearität bei Verformung und Federelastizität, sehr hohe dynamische Steifigkeiten, gute akustische Dämpfung und sehr hohe Dauerschwingfestigkeiten. Produkte mit langen Kohlenstofffasern können zudem für noch leichtere Bauteile eingesetzt werden.

Einen weiteren Ansatzpunkt stellte der Einsatz von lokalen Verstärkungen mit gezielter Faserorientierung dar. Dies geschieht in Form von speziellen Tapes im Bereich maximaler Spannungen in Richtung der Hauptdeformation. Insbesondere im Bereich nicht optimaler Faserorientierung und von Bindenähten könne schon ein Tape die Eigenschaftswerte verdoppeln. Probekörper mit unidirektional ausgerichteten C-Fasern erreichen so extreme mechanische Eigenschaften ohne Mehrgewicht.

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