12.04.2012

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Lanxess: 50 Prozent Gewichtseinsparung dank Organoblech

ZF Friedrichshafen hat in Zusammenarbeit mit Lanxess und Bond-Laminates ein Bremspedal auf Basis von Organoblech und Polyamid 6 entwickelt. Es ist laut Werkstoffanbieter um rund 50 Prozent leichter als vergleichbare, herkömmliche Bremspedale aus Stahl, aber mechanisch ebenso belastbar. Das nur 355 Gramm schwere Konzeptbauteil sei das weltweit erste mit Endlosglasfasern verstärkte und für die Fertigung in Großserie ausgelegte Pkw-Bremspedal aus Polyamid. Das Bauteil stehe beispielhaft für die Chancen, die thermoplastische Composite-Konstruktionen bei der Verwirklichung grüner Mobilität eröffne. Das in Organoblech-Hybridtechnik ausgeführte Bremspedal lasse sich einfacher fertigen ihre Pendants aus Stahlblech, die meist aus mehreren Komponenten bestehen.

Die Herstellung des Bremspedals geht von einem Organoblech aus dem Sortiment Tepex Dynalite von Bond-Laminates aus. Das zwei Millimeter dicke, mit 47 Volumenprozent Endlosglasfasern verstärkte Organoblech-Halbzeug aus Polyamid 6 wird erwärmt, tiefgezogen und beschnitten. Es resultiert ein Einleger, der im Spritzgießwerkzeug an ausgewählten Stellen mit Polyamid 6 Durethan BKV 30 H2.0 verstärkt wird. Das Bremspedal könne auch in einem einstufigen Prozess gefertigt werden, denn das Umformen des Organoblechs lässt sich in das Spritzgießwerkzeug integrieren. Dieser One-Shot-Prozess ermöglicht die wirtschaftlichere Produktion großer Stückzahlen. Im Spritzguss sund zahlreiche Funktionen in das Bauteil integrierbar - beispielsweise die Trittfläche, Anbindungen für die Boosterstange und Komponenten des Bremslichtschalters.

Stark belastbar durch stoffschlüssige Verbindung
Polyamid 6 ist Spritzgießmaterial und zugleich Matrix des Organoblechs. Im Gegensatz zur Hybridtechnik mit Stahlblech bilden Matrix und Hinterspritzbereiche an allen Kontaktflächen eine stoffschlüssige Verbindung aus. Sie wirkt wie eine Verschweißung und erhöht deutlich die mechanische Leistungsfähigkeit des Bauteils.

Lanxess hat ZF bei Konzeption und rechnerischer Auslegung des Bremspedals unterstützt. Diese Leistungen sind Teil der Marke Hiant, in der die Business Unit Semi-Crystalline Products ihr Know-how bei Materialien, Konstruktion, Simulations-, Verfahrens- und Prozesstechnik für den Kundenservice bündelt. So wurde der Umformprozess simuliert, um die lokal unterschiedlichen Faserorientierungen im verformten Organoblech zu berechnen und entsprechend der Belastung des Bremspedals zu optimieren. Die Ergebnisse flossen in ein neues Materialmodell ein, das das anisotrope Materialverhalten von Organoblech berücksichtigt. Draus lasse sich etwa das Crash-Verhalten präzise berechnen.