German Dutch English French Italian Japanese Portuguese Russian Spanish
Logo 2014
  • Newsletter

    Für den Erhalt unserer News der Woche können Sie sich hier für unseren Newsletter anmelden

    Weiterlesen
  • Messespecial zur SPS IPC Drives

    Hier können Sie noch einmal die Highlights der SPS IPC Drives in Nürnberg sehen.

    Weiterlesen
  • Top Ten

    Hier finden Sie alle meistgelesenen Beiträge im Monat, im Jahr von 2010 bis heute

    Weiterlesen
  • Konfiguratoren

    Online-Produktfinder und -Tools zur Berechnung und Auslegung von Produkten für Ihre Konstruktion

    Weiterlesen
  • 1
Samstag, Dezember 16, 2017
top ten
konfiguratoren
Fachgebiete Icon Special Icon Messen Icon Interview Icon Webcasts Icon
Literatur Icon News Icon Karriere Icon Veranstaltungen Icon Newsletter Icon

Aus den Specials

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7

bayer1013Fachartikel

K Halle 6, Stand A75

Die Autokarosserie der Zukunft ist leichtgewichtig und leistet damit einen Beitrag zur Energieeinsparung im Verkehr. Zugleich muss sie sehr steif sein, damit das Fahrzeug die nötige Stabilität erhält. Ein neues Konzept von Bayer Material Science zur Gestaltung der Autohülle nimmt sich dieser Forderungen an und erfüllt darüber hinaus den Traum von Autofahrern nach glatten, hochwertigen Oberflächen. Bei der Entwicklung von Teilen in Sandwichbauweise beschreitet das Unternehmen jetzt ganz neue Wege in Anlehnung an die Natur.



Auf der Kunststoffmesse K 2013 stellt Bayer das Unternehmen beispielhaft einen Heckklappendeckel vor, bei dessen Entwicklung die Natur Pate stand – und das gleich in doppelter Hinsicht. „Mit einer glatten, kompakten Außenhaut und einem geschäumten Kern hat der Aufbau des Bauteils viel Ähnlichkeit mit dem eines Knochens“, erläutert Ulrich Grosser, Teamleiter Advanced Technologies bei Bayer Material Science. Die Konstruktion dieses hochsteifen und gleichzeitig leichtgewichtigen Körperteils ist einer langen evolutionären Entwicklung zu verdanken. Die Parallelen enden allerdings bei der Fertigung der Teile: Während natürliche Knochen durch Zellanlagerung wachsen, greift man bei der Entwicklung von Sandwichteilen auf Verfahren zur Kunststoffverarbeitung zurück.

„Für die äußere Schicht werden Endlos-Glasfasergelege mit einem thermoplastischen Polymer auf Basis von Polycarbonat  imprägniert“, sagt Grosser. „Dabei wird die Benetzung und Umhüllung aller Fasern durch die Kunststoffmatrix sichergestellt.“ Dies sei der Schlüssel zur hohen Steifigkeit der Randschichten des Sandwichaufbaus. Die Schwindung von Polycarbonat-Blends wie beispielsweise „Makroblend“ ist sehr gering und der Sandwichaufbau weist eine sehr glatte, qualitativ hochwertige Oberfläche auf. Für die gewünschte Optik kann diese anschließend lackiert werden – zum Beispiel mit Beschichtungen auf Basis von Polyurethan-Rohstoffen.

Geringes Gewicht mit guter Dämmung

In einem zweiten Schritt werden Ober- und Unterseite des Heckklappendeckels zusammengefügt und der entstehende Hohlraum komplett mit dem Polyurethan-System „Baysafe“ ausgeschäumt. Der Schaum hat nur eine sehr geringe Dichte und verleiht dem Bauteil dadurch eine besondere Leichtgewichtigkeit. Da der Schaum zugleich sehr steif ist und mit der ganzen äußeren Oberfläche verklebt, zeigt das Bauteil auch nur eine geringe Anfälligkeit für Bagatellschäden.

Im Fall eines Aufpralls absorbiert der Schaumstoff Energie und dient damit der Sicherheit von Insassen und Passanten. Er ist hoch wärmedämmend und leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Energiemanagement im Fahrzeug: Die Klimaanlage bzw. Heizung kann auf niedrigerer Stufe laufen und verbraucht weniger Energie. Auch dadurch lassen sich Treibstoffverbrauch und CO2-Emissionen senken. In Elektroautos schont dies die Batterie und vergrößert den Aktionsradius des Fahrzeugs. Dank seiner Schalldämmung sorgt der Schaumstoff außerdem für Ruhe im Cockpit.

Zudem lassen sich im Schaum auch auf besonders effiziente und dauerhafte Weise Antennen eingebetten. Im Gegensatz zu metallischen Bauteilen erlauben die Polymere einen ungestörten Empfang über einen weiten Frequenzbereich. Auch andere Funktionen bis hin zur Beleuchtung lassen sich in das Sandwichbauteil integrieren.

Wie ein Baum dauerhaft Wurzeln schlagen

Der auf der Messe ausgestellte Prototyp ist ein Musterbeispiel für die hohe Gestaltungsfreiheit, die die Kunststoffe von Bayer bieten. Um einen realitätsnahen Einsatz des Konzeptteils im Fahrzeug zu ermöglichen, hat das Unternehmen auch eine intelligente Lösung für die Befestigung am Fahrzeugrumpf entwickelt. „Auch hierbei hat sich die Natur als der beste Baumeister erwiesen“, sagt Grosser. Die Aufgabe bestand in einer robusten und dauerhaften Verbindung des Scharniers mit der Leichtbaustruktur des Heckklappendeckels. „Dazu haben wir uns angeschaut, wie Bäume auf Waldböden verankert sind“, erläutert der Teamleiter. „Ein verzweigtes Wurzelwerk verleiht auch großen und schweren Bäumen einen sicheren Halt auf den oft weichen Böden.“

Für eine realitätsnahe Lösung optimierten die Forscher das Aussehen der Scharnierbefestigung mit Hilfe von CAE-Berechnungen. Im Ergebnis hat die Kunststoffstruktur eine verblüffende Ähnlichkeit mit dem Aussehen eines Baumwurzelgeflechts auf dem Waldboden. Versuche belegen, dass die Scharnierbefestigung leicht montiert werden kann und sehr fest im leichten Schaumkern haftet.

Edle Sandwich-Bauteile für hochwertige Produkte

„Mit dieser werkstoffgerechten Konstruktion ist uns ein Meilenstein bei der effizienten Herstellung von Sandwichbauteilen gelungen“, fasst Dr. Olaf Zöllner die bisherigen Entwicklungen zusammen. Der Leiter der Anwendungstechnik für Polycarbonat sieht das genannte Karosserieteil aber nur als ein Beispiel für sehr viele Möglichkeiten, die die neue Technologie bietet: „Solche leichten und steifen Verbundwerkstoffe aus Polycarbonat-Blends eignen sich sehr gut für die Konstruktion etwa von Ultrabooks und anderen Hightech-Produkten“, so Zöllner. Auch in der Möbelherstellung und vielen anderen Anwendungen ergäben sich vielversprechende Perspektiven. „Die Autoindustrie ist oft ein Vorreiter bei bahnbrechenden technischen Entwicklungen. Wir freuen uns aber auch auf die Gespräche mit Kunden und Partnern in anderen Branchen.“


weiterer Beitrag des Herstellers         Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Aktuelle Messespecials

Fachmessen im Überblick

Messekalender

Mo Di Mi Do Fr Sa So
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Nächste Veranstaltungstermine

Keine Termine