SABIC hat auf der JEC World 2019 eine richtungsweisende neue Technologie zur Fertigung leichter, kostengünstiger und recycelbarer Fahrzeugplatten unter Einsatz seiner UDMAX™ Tapes vorgestellt, einem unidirektionalen, faserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoff. Die innovative Technologie ist gezielt auf Substitution herkömmlicher Platten aus Metallen und Duroplasten in Fahrzeuginnen- und -außenanwendungen ausgerichtet. Zu den ersten kommerziellen Anwendungen zählt die künftige Trennwand eines leichten Nutzfahrzeugs, das in großen Stückzahlen für den globalen Automobilmarkt produziert wird.
Die Trennwand wurde in internationaler Zusammenarbeit zwischen SABIC und RLE International, einem Engineering-Dienstleister mit Sitz in Großbritannien, sowie AMA Composites, einem italienischen Werkzeughersteller, und der Setex Textil GmbH, einem deutschen Gewebehersteller, entwickelt. SABIC zeigt während der JEC World 2019 ein Muster der Composite-Trennwand auf Stand P12 in Halle 6.
Mit UDMAX™ Tapes gefertigte Fahrzeugplatten vereinen Festigkeit und Schlagzähigkeit mit geringem Gewicht, was das Gewicht bei Innenanwendungen im Vergleich zu Metallplatten um bis zu 35 Prozent reduzieren kann. Bei Außenanwendungen liegt sogar eine Reduzierung von bis zu 50 Prozent im Bereich des Möglichen. Die Platten werden in einem hocheffizienten, integrierten Laminier- und Niederdruckverfahren gefertigt.
„Unsere UDMAX™ Tapes bieten der Automobilindustrie eine leistungsstarke Lösung für die anhaltenden Herausforderungen des Leichtbaus, der Kosteneinsparung und der verbesserten Nachhaltigkeit“, sagt Hans Warmerdam, CEO und Chief Sales & Marketing Officer von SABIC FRT, einem Tochterunternehmen von SABIC. „Wir sind sicher, dass der Trennwand dieses leichten Nutzfahrzeugs eine Vielzahl weiterer tragender Anwendungen folgen werden, bei denen unsere innovativen Materialien und der neuartige Fertigungsprozess dazu beitragen können, die Leichtbauanforderungen unserer Kunden ohne Abstriche in punkto Sicherheit, Haltbarkeit und Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch zu erfüllen. Wir sind entschlossen, die Zusammenarbeit in diesem einzigartigen Team von Ingenieuren, Designern und Experten in Material- und Verarbeitungstechnik fortzusetzen, um das Potenzial dieser thermoplastischen Verbundwerkstofftechnologie weiter auszuschöpfen und deren Akzeptanz zu steigern.“
Weniger Gewicht, rationellere Fertigung
Der Einsatz thermoplastischer Verbundwerkstoffe kann das Gewicht von Anwendungen signifikant reduzieren. Im Fall der Trennwand, bei der das UDMAX™ basierte Laminat ein herkömmliches Metallbauteil substituiert, sind es 35 Prozent. Dank des geringeren Gewichts lässt sich die Trennwand außerdem leichter handhaben, was die Fahrzeugmontage beschleunigen könnte.
Die Gewichtseinsparung ist realisierbar, ohne das schlagzähe Verhalten der Trennwand zu beeinträchtigen, was für den Schutz der Fahrzeuginsassen vor Verletzungen durch verrutschende Ladung grundlegend ist. RLE International zufolge erfüllt die Trennwand die Bestimmungen der ISO 27956 zur Ladungssicherung in leichten Nutz- und Lieferfahrzeugen. Hauptfaktoren, um die Schlagzähigkeit der Trennwand zu optimieren, waren der Aufbau des Fertigungsverfahrens und die Zugfestigkeit von UDMAX™.
Im Vergleich zu metallischen oder Spritzgussteilen für eine herkömmliche mehrteilige Trennwand kann die von RLE konzipierte, entwickelte und optimierte Verfahrensweise die Werkzeugkosten drastisch verringern – gegenüber denen für Spritzgießwerkzeuge um bis zu 80 Prozent. Diese Einsparung beruht auf der Möglichkeit, anstelle von teuren Hochdruckwerkzeugen ein einziges kostengünstigeres Niederdruckwerkzeug einzusetzen. Gegenüber der herkömmlichen metallischen Konstruktion für Trennwände in leichten Nutzfahrzeugen ergibt sich eine potenzielle Einsparung der Gesamtbeschaffungskosten um 10 Prozent.
Die Technologie stellt auch einen Umbruch in der Fertigung von Fahrzeugplatten dar, indem sie die Wirtschaftlichkeit steigert und die Komplexität reduziert. Mit Umformzyklen von weniger als zwei Minuten erübrigt das Verfahren die sonst erforderliche Beschaffung und Montage mehrerer Einzelbauteile, was traditionell mit Zulieferern an unterschiedlichen Standorten verbunden ist, und spart sekundäre Bearbeitungs- und Lackierschritte.
Das geschützte Laminierverfahren mit einem Kern aus extrabreitem und von Setex verwebtem UDMAX™ Tape liefert ein ästhetisches Finish in einem einzigen, integrierten Formpressschritt. Das Verfahren gestattet auch eine gezielte Variation der Plattendicke, um unerwünschte Nebengeräusche im Fahrzeug (Noise, Vibration & Harshness, NVH) zu minimieren. AMA Composites hat das Werkzeug entwickelt und auch die Prototypen hergestellt.
„Unsere neue Technologie zur Plattenfertigung unter Einsatz von thermoplastischen UDMAX™ Composite Tapes erschließt der Automobilindustrie enorme Einsatzmöglichkeiten“, sagt Mark Grix, Head of Interior & Exterior Engineering bei RLE International. „Ein Beispiel dafür ist das Segment der Elektrofahrzeuge, wo das geringere Plattengewicht sich positiv auf die Reichweite auswirkt, während die niedrigeren Werkzeugkosten den Investitionsaufwand für Startup-Unternehmen reduzieren. RLE International steht bereit, um Automobilzulieferer bei der Umsetzung dieses neuen Verfahrens zu unterstützen, damit sie dessen Vorteile in ihren Projekten für OEM-Kunden nutzen können.“
Quelle: SABIC
