Substitution von Metall durch Kunststoff im Fahrzeugbau

Expertenwissen

Fakuma Halle 5, Stand 5212

Bruno Weiß, Geschäftsführender Gesellschafter der Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG, Illertissen

Zunehmend werden in Fahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen Metallteile durch anspruchsvolle Kunststoff-Komponenten und komplexe Baugruppen ersetzt. Das spart Kosten und Gewicht, setzt jedoch ein sehr hohes fertigungs-technisches Know-how in der Kunststoffverarbeitung voraus.

Jedes Gramm zählt – das ist die zentrale Devise beim automobilen Leichtbau. Zugleich müssen die extremen Anforderungen der OEM an Langlebigkeit und Ausfallsicherheit auch unter ungünstigen Umgebungs-bedingungen erfüllt werden. Selbstverständlich spielen die Kosten ebenfalls eine wichtige Rolle. Unter diesen Vorzeichen leisten wir intensive Entwicklungsarbeit, um den Automobilzulieferern und -herstellern Leichtbau-Komponenten aus hochbelastbarem Polyamid zur Verfügung zu stellen.

Die Verwendung von Kettenspannern aus Hochleistungs-Kunststoff ist in vielen modernen Motoren schon Standard. Auch unter den sehr ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie Motorwärme und Abrasion durch die schnell laufende Kette, bewähren sich diese Bauteile bestens und tragen zur Gewichtsersparnis bei.

Allerdings setzt die Herstellung dieser Bauteile sehr hohes fertigungs-technisches Know-how voraus. Der thermisch stabilisierte Kunststoff verlangt ein sehr enges Verarbeitungsfenster und darf nicht geschert werden. Teilweise werden auch metallische Komponenten wie Gewindebolzen mitverarbeitet. Im Vergleich zu einem metallischen Kettenspanner spart das von uns gefertigte Bauteil rund 30 Prozent Gewicht,  ohne Einschränkung von Funktion oder Lebensdauer und ohne Mehrkosten.

Auf der Basis dieser Erfahrungen haben wir verschiedenste andere Kunststoffbauteile mit entwickelt, die bisherige Metallkonstruktionen ersetzen. Dies gilt beispielsweise für das Gehäuse einer elektronischen Getriebesteuerung und für sehr komplexe Bauteile, die in einem pneumatischen Federungssystem von Nutzfahrzeugen eingesetzt werden. Hier diente ein vorhandenes Aluminium-Druckguss-Bauteil als Vorlage, nach der das Spritzgussteil  entwickelt wurde. Die Gewichtsersparnis liegt bei rund 20 bis 30 Prozent; die Kosten des Gehäuses haben sich auf ein Drittel reduziert.

Zu den aktuellen Projekten, die wir mit Kunden aus der Automobilindustrie verfolgen, gehören die gemeinsame Entwicklung von Sensorgehäusen für Kfz- und Lkw-Fahrwerke sowie die Optimierung von crashfesten Karosseriestrukturen durch eine Versteifung aus 2K (Zweikomponenten)-Bauteilen. In allen Fällen werden bisher verwendete Metallbauteile substituiert. Der Hersteller spart Gewicht, damit der Autofahrer Kraftstoff spart.

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