Werkstoffe

Leichtgewichtige Werkstoffe sparen Kosten

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„Ein gutes Beispiel dafür ist das Ölmodul mit Voll-Kunststoffgehäuse aus Polyamid 66 GF 35“, berichtet Birgit Herbst, Leiterin Produktmanagement und Marketing Erstausrüstung bei der Mann + Hummel GmbH. „Es vereinigt in sich die Filtration und Kühlung des Motoröls, die Steuerung des Ölkreislaufs und Öldrucks sowie die Ölabscheidung von Ölnebeln. Gegenüber Aluminium-Ölmodulen stieg der Kunststoffanteil von höchstens 30% auf nahezu 100%. Nur die Ventile und Buchsen sind noch aus Metall gefertigt. Das führt dazu, dass wir in diesem Fall eine Gewichtsersparnis gegenüber einem herkömmlichen Aluminiummodul von rund 300 g erzielen. Ein schöner Erfolg, wie wir meinen.“

Diese Erfahrung kann Dr. Markus Steffens, geschäftsführender Inhaber der Adete-Advanced Engineering & Technologies GmbH, nur bestätigen: „Wir sind darauf spezialisiert, auch hoch belastete Bauteile aus Metall durch innovative Kunststoff-Lösungen zu ersetzen. Erfolgreich umgesetzt haben wir dies zum Beispiel bei bislang in Stahl- und Aluminium-Bauweise ausgeführten Bremsdruckluftspeichern für Nutzfahrzeuge, bei Zink- und Aluminium-Druckguss-Komponenten von Pkw: hier etwa bei einer Heckklappen-Schlossaufnahme oder bei einem Außenspiegel-Fuß. In allen Fällen erzielten wir erhebliche Gewichts- und Kosteneinsparungen.“

Auch für das Wagen-Innere sind Kunststoffe beliebt

Aber nicht nur im Motorraum oder an der Außenhaut der Fahrzeuge werden Kunststoffe verbaut, beispielsweise im Frontbereich als Vormontageträger oder als Heckklappe, sondern auch im Innenraum. Vielfach kommen mit Schaumstoff unterfütterte Polyurethan-Folien (PU) zum Einsatz. Sie bieten eine hohe mechanische Stabilität, sind beständig gegen UV-Licht, und es lässt sich die gewünschte Haptik präzise einstellen.

Solche Folien finden sich als Tür-Innenverkleidung ebenso wie als Armlehnen- oder Mittelkonsolen-Verkleidung. Hinzu kommt der Austausch von Glasscheiben gegen solche aus transparenten thermoplastischen Kunststoffen, vor allem aus Polycarbonat. Sie ersparen erhebliches Gewicht und lassen sich wesentlich einfacher produzieren, indem mehrere Bauteilfunktionen in einem Herstellungsprozess zusammengefasst werden. Aufgrund gesetzlicher Einschränkungen finden sich derartige Scheiben vor allem als transparente Fahrzeugdächer, nicht aber als Frontscheiben.

Kleben für Kunststoffe die beste Fügetechnik

Bei Kunststoffen ist als Fügetechnik zunehmend das Kleben das Mittel der Wahl: Es bedarf keiner Schrauben und Muttern, der Produktionsprozess lässt sich so wesentlich vereinfachen, und preiswerter ist es obendrein.

Die Weiterentwicklung hin zu noch leichteren und wirtschaftlicheren Werkstoffen wird weitergehen. Als Stichworte seien genannt die „Smart Materials“, die die Umgebungs- und Betriebsbedingungen erkennen können und darauf auch reagieren. Beispielsweise gibt es bereits Formgedächtnislegierungen, die sich nach Umformung und anschließender Wärmeeinwirkung wieder ihrer Form im Ausgangszustand „erinnern“.

Auch Nanowerkstoffe werden im Automobilbau eine zunehmende Rolle spielen, nicht nur im Bereich der Fahrzeuglacke, sondern beispielsweise als beschlagfreie Oberflächen für Spiegel.

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