Composites für den wirtschaftlichen Leichtbau
Großes Portfolio an Materiallösungen und Prozessen
Eine hohe Festigkeit gepaart mit geringem Gewicht und effizienter Herstellung – dank dieser Eigenschaftskombination erfreuen sich Verbundwerkstoffe (Composites) zunehmender Beliebtheit. Covestro hat in den vergangenen Jahren ein breites Sortiment an thermoplastischen Polycarbonat- und duroplastischen Polyurethan-Composites entwickelt und ist damit zu einem führenden Anbieter für solche Technologien geworden. Verschiedene Filmbildner und Vernetzer für Faserschlichten runden das Angebot ab.
Auf der JEC World 2020 [https://www.jec-world.events/de/] Fachmesse vom 3. bis 5. März in Paris zeigt Covestro am Stand K6 in Halle 5 innovative und nachhaltige Materiallösungen für verschiedene Branchen. Eine wichtige Anwendung sind leichtgewichtige und robuste Bauteile für Fahrzeuge, die Treibstoffverbrauch und CO2-Emissionen reduzieren oder die Reichweite von Elektroautos erhöhen. Mit solchen Produkten trägt Covestro auch zur Erfüllung der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (UN-SDGs) bei.
In Zusammenarbeit mit Kunden und Partnern und durch eigene Entwicklungen ist das Anwendungsspektrum für Covestro-Verbundwerkstoffe [https://solutions.covestro.com/de/materialien/verbundwerkstoffe] gegenüber dem Vorjahr nochmals erweitert. Die Palette reicht von pultrudierten Profilen und Befestigungselementen für Fassaden über große Rotorblätter für Windkraftanlagen bis zu miniaturisierten Elektronikteilen und Sportartikeln, die mit kurzen Zykluszeiten in großen Stückzahlen produziert werden.
Robust, leicht, ästhetisch – thermoplastische Composites im Fokus
Covestro hat eine neue Composite-Technologie entwickelt, mit deren Hilfe besonders dünne, leichtgewichtige, hochfeste und trotzdem ästhetische Teile in industriellem Maßstab hergestellt werden können. Sie basiert auf endlos-faserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen (Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic Polymers, CFRTP) und wird unter dem Namen Maezio™ angeboten. Thermoplaste wie Polycarbonat dienen als Matrixmaterial, die Verstärkung erfolgt durch Carbon- oder Glasfasern.
Ein aktuelles Anwendungsbeispiel sind die neu gestalteten Räder der SUVs ES8 und ES6 des chinesischen Elektroauto-Start-ups NIO. Auf der Kunststoffmesse K 2019 stellte Covestro Zierblenden für Felgen aus CFRTP-Composites vor, mit denen die Räder optional ausgestattet werden können. Dabei spielen die genannten Vorteile einschließlich Ästhetik eine wichtige Rolle.
Ein weiteres Projekt ist die Konstruktion eines ultradünnen, aber sehr robusten Tisches als Teil eines neuen Autoinnenraumkonzeptes, den Covestro gemeinsam mit dem Maschinenhersteller Engel und dem Autozulieferer Dr. Schneider entwickelt und auf der K 2019 vorgestellt hat. Der Tisch benötigt nur einen sehr kleinen konstruierten Raum und überzeugt durch hohe ästhetische Güte und Oberflächenqualität.
Neben den innovativen thermoplastischen Composites stellt Covestro auf der JEC World 2020 auch einen Partikelschaum aus expandiertem Polycarbonat (EPC) vor, der sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich auszeichnet, außerdem durch hervorragende Schlagzähigkeit und einen guten Brandschutz. Der Werkstoff ist in hochwertigen Leichtbauanwendungen einsetzbar und überdies recycelbar.
Hochfest, effektiv, dauerhaft – Schwerpunkt duroplastische Composites
Auch Polyurethan (PU)-Verbundwerkstoffe gehören seit längerem zu den Kernkompetenzen von Covestro. Gemeinsam mit Partnern entlang der Wertschöpfungskette treibt das Unternehmen die Entwicklung zur industriellen Fertigung dieser Composites mit Hilfe des effektiven Strangziehverfahrens (Pultrusion) voran.
Die hochreaktive und aromatische PU-Matrix Baydur® PUL zeichnet sich in verschiedenen Anwendungen durch herausragende mechanische Eigenschaften und gute Benetzung der verstärkenden Glas- oder Kohlenstofffasern aus. Auf der JEC World 2020 zeigt Covestro beispielhaft ein Chassis-Bauteil für leichte Nutzfahrzeuge, wie es die Carbon Truck & Trailer GmbH entwickelt und mittels Pultrusion hergestellt hat.
Aus dem gleichen Material lassen sich mit dieser Technologie beispielsweise auch Profile für das Unterteil des Batteriekastens von Elektrofahrzeugen herstellen. Sie zeigen ihre höchste Festigkeit in Längsrichtung und halten Batteriemodule sicher in Form, wie bei industrieüblichen Tests zum Seitenaufprallschutz nachgewiesen wurde. Zugleich können die Komponenten effizient und kostengünstig produziert und leicht mit anderen Werkstoffen kombiniert werden.
Das aliphatische PU-System Desmocomp® AP empfiehlt sich aufgrund seiner einzigartigen UV- und Wetterbeständigkeit vor allem für Außenanwendungen. Ein Kunde von Covestro, die Fisco GmbH, hat daraus Befestigungselemente für Außenfassaden hergestellt, die nicht nur wetterbeständig, sondern auch inhärent flammgeschützt und mechanisch robust sind. Ferner erfüllen diese Elemente die strikten Anforderungen an die thermische Effizienz der Gebäudehülle. Dieses Eigenschaftsprofil wird mit dem Trägermaterial Desmocomp® von Covestro erzielt.
Effiziente Herstellung von Rotorblättern
Für einen wirkungsvollen Klimaschutz kommt dem Ausbau erneuerbarer Energien, vor allem der Windkraft, eine entscheidende Rolle zu. Für eine noch intensivere Nutzung ist eine kosteneffizientere Herstellung von Windanlagen mit noch längeren Rotoren und damit noch größerer Leistung erforderlich.
Ein von Covestro entwickeltes Polyurethanharz ermöglicht leichtere, längere und robustere Rotorblätter als die bisher vor allem verwendeten Standardsysteme. Dies ist das Ergebnis einer aktuellen Studie der WINDnovation Engineering Solutions GmbH, einem führenden Unternehmen für das Design von Rotorblättern. In Kombination mit Glasfasermatten und einem effizienten Vakuum-Infusionsverfahren lassen sich durch die Nutzung des PU-Harzes kurze Zykluszeiten in der Produktion und damit deutliche Kosteneinsparungen erzielen.
PU-Dispersionen zur Optimierung von Schlichten für die Faserverstärkung
Zum breiten Angebot von Covestro auf der JEC World 2020 gehören auch wässrige PU-Dispersionen. Als Filmbildner und Vernetzer werden sie bei der Formulierung von Schlichten für Glas-, Kohlenstoff-, Basalt-, Natur- oder andere Faserarten eingesetzt. Baybond®, der Spitzenreiter im Faserschlichten-Portfolio, ist sowohl für thermoplastische als auch für Thermoset-Matrixsysteme sehr gut geeignet.
