"Leichtbau" als Begriff, Konzept und Praxis hat in den letzten Jahren mit der Einführung und Debatte um die CAFE-Standards (Corporate Average Fuel Economy) der National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) an Popularität gewonnen.1
Obwohl 1975 als Teil des Energy Policy and Conservation Act eingeführt wurde, gaben spätere CAFE-Modifikationen, die strenge Kilometer- und Emissionsvorschriften für verschiedene Fahrzeugklassen vorsahen, der Automobilindustrie zu denken.2 Wie sollten die Hersteller die CAFE-Ziele erreichen, die beispielsweise vorschrieben, dass alle leichten Nutzfahrzeuge Kraftstoff um fast 40 % effizienter verbrauchen mussten?2
Die naheliegende, aber herausfordernde Lösung bestand darin, Wege zu finden, um das Fahrzeuggewicht effektiv – und sicher – zu reduzieren. Die Umkehrung war einfach: weniger Gewicht = mehr Kraftstoffeffizienz und mehr Umweltschutz. Die Lösung war nicht ganz so eindeutig.
Hier kommen die technischen Kunststoffe ins Spiel. Mit Eigenschaften, die denen von Metall ähneln und manchmal überlegen sind, bei einem Bruchteil des Gewichts, waren Kunststoffe eine natürliche Wahl. Doch die Anpreisung der Metall-Kunststoff-Umwandlung stieß auf ein widerwilliges OEM-Publikum. Schließlich war Metall stark, zäh und bewährt. Wie könnte Kunststoff überhaupt konkurrieren?
Leichtbau-Lehren von Automobilherstellern
Auch wenn die aktuelle CAFE-Gesetzgebung angefochten wird, überdenken Automotive-OEMs die Möglichkeiten des Leichtbaus mit technischen Kunststoffen. Die Zusammenarbeit mit Experten für Kunststoffe und Spritzgießern, die sich auf komplexe Anwendungen spezialisiert haben, ist für den Übergang von entscheidender Bedeutung.
Warum? Kurz gesagt, Kunststoffe und Verbundwerkstoffformulierungen, die in Verbindung mit oder als Ersatz für Metallbauteile verwendet werden, beeinträchtigen weder die Leistungsmerkmale noch die Sicherheit. Darüber hinaus können sie das bieten, was die meisten Metalle nicht können, darunter:
- Deutliche Reduzierung des Fahrzeuggewichts
- Größere Designfreiheit, die eine verbesserte Ästhetik, Funktionalität und Aerodynamik der Teile ermöglicht.
- Potenzielle Kostensenkung durch Teilekonsolidierung und Reduzierung von Sekundärprozessen.
Die strukturellen und ästhetischen Vorteile des Creamid® S haben die schwierigen Design- und Leistungsmerkmale-Herausforderungen der Automobilhersteller gelöst, wie hier hervorgehoben:
Die Creamid® S-Formulierung bietet Fahrzeugherstellern eine erhebliche Gewichts- und Kostenreduzierung.
Design Enablement: Funktionaler Heckspoiler für Hochleistungsfahrzeuge
Teknor Apex empfahl Creamid A3H7G8.2S-40 % glasgefülltes, teilaromatisches PA, um die Anforderungen an Gewicht, Dimensionsstabilität, Festigkeit, Steifigkeit und Oberflächengüte zu erfüllen, die an den funktionalen Heckspoiler eines Hochleistungsfahrzeugs gestellt werden.
Im Vergleich zu früheren Designs bot die Creamid® S-Formulierung aufgrund ihrer wichtigsten Eigenschaften eine erhebliche Gewichts- und Kostenreduzierung, darunter:
- Hohe Festigkeit und Steifigkeit auch nach Konditionierung
- Hervorragende Formoberfläche auch bei hohem Glasanteil
- Geringe Feuchtigkeit und geringe Differenzschrumpfung, beides wichtige Faktoren für eine hervorragende Dimensionsstabilität
- Eliminierung von Metallversteifungen und sekundärer ästhetischer Oberflächenbearbeitung
Wie andere Branchen Leichtbau einsetzen
Gewichtsreduktion ist nicht nur in der Automotive-Industrie ein heißes Thema, auch andere industrielle Anwendungen können von den Gewichtseinsparungsvorteilen technischer Thermoplaste profitieren. Im jüngsten problematischen industriellen Anwendungsbeispiel unten war vernetztes Creamid® S die ideale Lösung.
 | Die Teknor Apex V Creamid A3H2G7.1S-vernetzte, teilaromatische Polyamidformulierung mit 35 % Glas wurde eingesetzt, um die Nockenhebel-Befestigungselemente aus Aluminiumdruckguss zu ersetzen und die Kriechneigung von Standard-Thermoplasten zu verbessern. Die Anforderungen an die Anwendung waren sehr spezifisch:
Die Verwendung von vernetztem Creamid® S für die Nockenhebel-Befestigungselemente führte zu beeindruckenden Ergebnissen:
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Oben abgebildet: Nockenhebel-Befestigungselemente
Der Leichtbau mit zuverlässigen, langlebigen technischen Kunststoffen wie Creamid® S ist eine zunehmend verbreitete und vorteilhafte Praxis für Hersteller in allen Branchen. Mit Hilfe von Kunststoffexperten wie Teknor Apex können Sie effektiv Probleme lösen und Ihre Anwendung auf die nächste Stufe heben. Wenden Sie sich an das Teknor Apex-Team, um Ihre Herausforderungen und Anforderungen im Leichtbau zu besprechen. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen. Klicken Sie auf die Schaltfläche unten, um noch heute Kontakt aufzunehmen.
QUELLEN
1National Highway Traffic Safety Administration, Durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch von Unternehmen, undatiert
2Alliance to Save Energy, Corporate Average Fuel Economy (CAFE) Standards, 27. juli 2018
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