13.03.2013

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Henkel: Serientaugliche Fertigung von Composite-Blattfedern

Henkel kombiniert sein Fachwissen auf dem Gebiet der Polyurethanchemie mit der Kompetenz von Benteler-SGL, Hersteller von Composite-Bauteilen für automobile Anwendungen. Die Zusammenarbeit ermöglicht die Serienproduktion von leichten faserverstärkten Blattfedern auf Basis von Polyurethan-Matrixharz, teilt das Unternehmen mit.

Deutliche Gewichtsersparnis
Leichtbautechnologien gewinnen in der Automobilindustrie zunehmend an Bedeutung, da durch die Gewichtsreduktion moderner Fahrzeuge eine deutliche Verminderung von Verbrauch und CO2-Ausstoß erreicht werden kann. Gemeinsam mit Benteler-SGL hat Henkel einen Prozess entwickelt, um mit dem Harzinjektionsverfahren Resin Transfer Molding (RTM) glasfaserverstärkte Blattfedern auf Basis von Polyurethan-Matrixharz herzustellen. Im Vergleich zu üblichen Stahl-Blattfedern erreichen diese Composite-Blattfedern nach Angaben des Unternehmens eine Gewichtsersparnis von bis zu 65 Prozent.

Mit Loctite MAX 2 bietet Henkel demnach ein polyurethanbasiertes Matrixharz, das sich im Vergleich zu den für das RTM-Verfahren üblichen Epoxidharzen durch eine wesentlich schnellere Aushärtung auszeichne. Aufgrund seiner niedrigen Viskosität durchdringe das Polyurethan-Matrixharz das Fasermaterial leichter und schonender, wodurch kurze Injektionszeiten ermöglicht werden. Die Besonderheit von Loctite MAX 2 zeige sich außerdem im hohen Spannungsintensitätsfaktor, der ein Maß für die Zähigkeit ist. Diese ausgezeichnete Zähigkeit wirke sich positiv auf das Ermüdungsverhalten unter Last aus. Die Blattfeder sei im Fahrbetrieb eines Automobils ständig dynamischen Belastungen ausgesetzt, so dass flexible Materialien mit hoher Ermüdungstoleranz zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer des Bauteils beitragen würden.

Zur Herstellung von Composite-Bauteilen in Automobil-Großserien werden vor allem Harzinjektionsverfahren wie der RTM-Prozess eingesetzt, der sowohl durch Anpassung der Temperatur als auch durch Verwendung eines zusätzlichen Beschleunigers eine kontrollierbare und damit sichere Steuerung der Härtungsreaktion ermögliche. Zudem werde das Risiko lokaler Überhitzungen und damit verbundenen Fehlstellen verringert, da bei der Aushärtung des Polyurethanharzes Loctite MAX 2 generell weniger Wärme entstehe als bei Epoxidharzen. Auch stark dimensionierte Bauteile mit vielen Faserschichten härten in der Regel auf diese Weise schnell aus. Das RTM-Verfahren sei für die Serienproduktion von Automobilen besonders attraktiv, da aufgrund der schnellen Härtungsgeschwindigkeit des Matrixharzes kurze Taktzeiten realisiert werden können.

Die Produktpalette von Benteler-SGL, einem Gemeinschaftsunternehmen der Benteler Automobiltechnik und der SGL Group, umfasst zum Beispiel Außenhautbauteile wie Sideblades, Türen und Sicht-Carbonbauteile. Die Composite-Bauteile, die insbesondere für den Großserieneinsatz ausgelegt sind, bestehen überwiegend aus Carbon- und Glasfasern in unterschiedlichen textilen Formen wie Gelege oder Gewebe. Zu den Kunden zählen nahezu alle bekannten Automobilhersteller, vor allem aus der Premiumklasse.

Prozesstechnologisches Know-How verbindet
"Bei der Entwicklung von Composite-Blattfedern haben sich die Kompetenzen von Benteler-SGL und Henkel ideal ergänzt", so Frank Deutschländer, Global Market Manager Automotive bei der Henkel AG & Co. KGaA. "Mit unserer Matrixharz-Technologie Loctite MAX 2 konnten wir bei Benteler-SGL einen neuen, auf die Automobilindustrie abgestimmten Prozess etablieren und ein attraktives Eigenschaftsprofil des Faserverbundbauteils ermöglichen."

Angesichts strenger CO2-Abgasnormen wird das Thema Leichtbau für die Automobilindustrie immer wichtiger. Die Composite-Bauteile von Benteler-SGL helfen, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und bieten gleichzeitig eine hohe Sicherheit. "Dank intensiver Zusammenarbeit mit Henkel ist es uns gelungen, eine glasfaserverstärkte Blattfeder im RTM-Verfahren für die Automobilindustrie herzustellen, die nicht nur geringes Gewicht mit hoher Festigkeit verbindet, sondern aufgrund ihrer Serientauglichkeit auch höchsten Ansprüchen an eine wirtschaftliche und prozesssichere Produktion gerecht wird", sagt Frank Fetscher, Leiter Sales and Marketing bei Benteler-SGL Automotive Composites.

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