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Die endlosfaserverst\u00e4rkten thermoplastischen Verbundwerkstoffe der Marke Tepex von LANXESS haben auch im Leichtbau von strukturellen Sicherheitskomponenten gro\u00dfes Einsatzpotenzial. Welche M\u00f6glichkeiten sie dabei bieten, zeigt das Beispiel einer als Technologiedemonstrator entwickelten Kopfst\u00fctze f\u00fcr einen Kindersitz. Sie wird im Partikelschaum-Verbund-Spritzgie\u00dfverfahren (PVSG) gefertigt. \u201eMit dem Einleger aus Tepex kann das Gewicht der Kopfst\u00fctze gegen\u00fcber der kommerziell gefertigten Bauteilvariante um bis zu 30 Prozent gesenkt werden \u2013 und das bei vergleichbar guter Crash-Performance. Au\u00dferdem vereinfacht sich der Fertigungsprozess\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Klaus Vonberg, Leichtbauexperte in der Tepex Automotive Group des Gesch\u00e4ftsbereichs High Performance Materials (HPM) von LANXESS. Tepex wird von der in Brilon ans\u00e4ssigen Tochtergesellschaft Bond-Laminates entwickelt und produziert.<\/p>\n
Der Demonstrator ist das Ergebnis eines durch das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) gef\u00f6rderten, l\u00e4nder\u00fcbergreifenden Forschungsprojekts. Daran beteiligen sich das Institut f\u00fcr Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz, die Polycomb GmbH aus Auengrund in Th\u00fcringen und der Kindersitzhersteller Avionaut aus Szarlejka in Polen, der den als Referenz dienenden Kindersitz produziert.<\/p>\n
Die Projektpartner entwickelten f\u00fcr die Kopfst\u00fctze einen alternativen Fertigungsprozess auf Basis des PVSG. Sie griffen dabei zur lokalen Versteifung der Kopfst\u00fctze und zur Gewichtseinsparung auf einen zugeschnittenen Einleger aus Tepex dynalite 104-FG290(4)\/47% zur\u00fcck. Dabei handelt es sich um ein Polypropylen-basiertes, mit zwei Gewebelagen aus Endlosglasfaser-Rovings verst\u00e4rktes Verbundmaterial. Der Einleger wird in einem Spritzgie\u00dfwerkzeug mit Wendeplatte in einem Prozessschritt umgeformt und mit einem kurzglasfaserverst\u00e4rkten Polypropylen-Compound hinterspritzt, um unter anderem die Tragstruktur f\u00fcr die Kopfst\u00fctze und R\u00fcckenlehne zu integrieren. Anschlie\u00dfend erfolgt in einem zweiten Werkzeug das Hintersch\u00e4umen des zuvor gefertigten Einlegers mit einem Partikelschaum auf Basis von expandiertem Polypropylen (EPP).<\/p>\n
Die Referenzkopfst\u00fctze wird dagegen derzeit aus mehreren einzelnen Komponenten in Serie gefertigt. Die Tragstruktur besteht dabei aus langglasfaserverst\u00e4rktem Polypropylen. Sie wird mit einer separat gesch\u00e4umten EPP-Komponente mit vier Tragestiften aus Polypropylen zusammengebaut. \u201eDer neue, hochintegrierte Fertigungsprozess ist im Vergleich zum bisherigen Verfahren nicht nur energieeffizienter, sondern ergibt direkt das fertige Bauteil. Insgesamt reduziert sich dadurch die Teilezahl von sechs auf ein Teil, was die Fertigungskosten unter anderem in puncto Logistik und maschinellem Aufwand senkt\u201c, erl\u00e4utert Norbert Schramm, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Chemnitz und dortiger Leiter des ZIM-Projektes. Die Gewichtsersparnis bei der Kopfst\u00fctze liegt in der derzeitigen, glasfaserhaltigen Bauteilausf\u00fchrung bei etwa 26 Prozent, ist aber noch nicht ausgereizt. Schramm: \u201eKommt im Verbundhalbzeug und im Spritzgie\u00dfmaterial eine Verst\u00e4rkung auf Basis von Kohlenstofffasern zum Einsatz, resultiert eine um fast 30 Prozent leichtere Baugruppe.\u201c<\/p>\n
Die Projektpartner hatten verschiedene Entwicklungsschwerpunkte und Aufgaben. Das SLK k\u00fcmmerte sich zum Beispiel um die Materialauswahl, analysierte die Verbundhaftung, legte die Struktur aus und f\u00fchrte eine Topologieoptimierung durch. Polycomb war unter anderem f\u00fcr die Entwicklung und konstruktive Umsetzung des Demonstrators verantwortlich, fertigte Prototypen und optimierte das Anlagenkonzept. Avionaut analysierte beispielsweise die Krafteinleitungsbereiche, entwickelte das Design und pr\u00fcfte in realistischen Kollisionsversuchen das Crash-Verhalten der Kopfst\u00fctze und des ganzen Sitzes. LANXESS unterst\u00fctzte die Projektpartner bei der Materialwahl und gab unter anderem Hilfestellung bei der Gestaltung des Hybrid Molding-Prozesses.<\/p>\n
LANXESS sieht f\u00fcr Tepex und das neue Verfahren auch gute Einsatzchancen in der Herstellung von Babyschalen oder von R\u00fccken- und Armlehnen sowie Sitzschalen f\u00fcr neue, hochkomplexe Sitzkonzepte des autonomen Fahrens oder f\u00fcr Komfortsitze von Shuttle-, VIP- und Familienbussen. Gerade Elektrofahrzeuge w\u00fcrden von leichtgewichtigen Sitzen besonders profitieren. \u201eIm Rahmen unseres Kundenservices HiAnt unterst\u00fctzen wir Projektpartner bei der Entwicklung und Umsetzung solcher Komponenten und des zugeh\u00f6rigen Prozesses. Zu unseren Serviceleistungen z\u00e4hlen zum Beispiel Drapiersimulationen, die Werkzeugauslegung und Hinweise zum richtigen Handling des warmen, weichen Halbzeugzuschnitts. Au\u00dferdem helfen wir bei der Implementierung des Serienprozesses\u201c, so Vonberg.<\/p>\n
N\u00e4here Informationen zu LANXESS-Produkten, -Entwicklungen, -Technologien und -Serviceleistungen bei Polyamiden, Polyestern und thermoplastischen Composites f\u00fcr neue Mobilit\u00e4tsformen und speziell die Elektromobilit\u00e4t finden sich unter https:\/\/new-mobility.lanxess.com<\/a> bzw. www.e-mobility.lanxess.com<\/a>.<\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Die endlosfaserverst\u00e4rkten thermoplastischen Verbundwerkstoffe der Marke Tepex von LANXESS haben auch im Leichtbau von strukturellen…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":19492,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-19491","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19491","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=19491"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19491\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":19493,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19491\/revisions\/19493"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/19492"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=19491"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=19491"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=19491"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=19491"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}