LINDE TECHNOLOGY - Linde Engineering

LINDE TECHNOLOGY #1.13 // KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
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Stickstoff senkt Kosten in der Autoteile-Fertigung
Plastik unter Druck
Immer öfter setzen Autobauer ihre Fahrzeuge auf Diät und nutzen Kunststoff statt Stahl oder Glas.
Das spart Gewicht und damit Sprit – und bietet auch den Designern neue Freiheiten. Linde-
Experten haben innovative Produktionssysteme entwickelt, die mit Hochdruck-Stickstoff arbeiten.
Die Pfunde müssen weichen: Nicht nur die Elektromobilität stellt
neue Anforderungen an die Autobauer. Bereits heute zahlt sich jedes
Kilogramm weniger an der Tankstelle aus. Autoingenieure setzen
auf eine extreme Material-Diät, und Hightech-Kunststoffe verwandeln
Fahrzeuge in Leichtgewichte. Komponenten aus diesen
Materialien wiegen durchschnittlich etwa 50 Prozent weniger als
Materialien aus Glas oder Metall. Ob Armaturen, Stoßstangen oder
Autositze: Robuste Plastikbauteile machen mittlerweile bis zu 15 Prozent
des Gesamtgewichts eines Autos aus – Tendenz steigend. Nur
so lassen sich Treibstoffverbrauch und CO₂-Ausstoß drosseln und die
Reichweite von Batterie- oder Brennstoffzellenautos steigern.
Kunststoffe haben aber noch einen weiteren Vorteil: Sie lassen
sich im Spritzgießverfahren leicht verarbeiten und die Werkstoffeigenschaften
sehr gut auf die Anwendung abstimmen. Die Autoindustrie
arbeitet immer häufiger mit der Gas-Innendruck-Technik: Dabei
spritzt ein so genannter Extruder den verflüssigten Kunststoff unter
hohem Druck in eine Spritzgussform, die Kavität. Anschließend presst
man gasförmigen Stickstoff in die Schmelze und verdrängt so einen
Teil des Kunststoffs, beispielsweise in eine Nebenkavität. Der Gasdruck
wird aufrechterhalten, bis das Bauteil ausgehärtet ist und aus
der Form genommen wird. Das fertige Kunststoffelement ist also
innen hohl. Das spart Material und Gewicht. „Dennoch ist das spätere
Bauteil ausreichend steif und formstabil“, erklärt Rolf Heninger, Leiter
des Bereichs Plastics & Cryogenics bei der Linde Gases Division.
„Zudem sorgt der hohe Gasdruck dafür, dass die Kunststoffmasse
die Form präzise ausfüllt – und beim Abkühlen nicht schrumpft“, so
Heninger. Er und seine Kollegen haben die Versorgung mit Hochdruck-Stickstoff
jetzt mit einem neuartigen Gasversorgungssystem
noch effizienter gestaltet. Denn die Gas-Innendruck-Technik
benötigt oft Drücke von mehr als 300 Bar. Für konventionelle Kompressoren
bedeutet das, physikalisch bedingt, einen enormen
Energieaufwand. Linde geht mit seiner Druckerhöhungsanlage
PRESUS® N10 einen anderen Weg: Anstatt das Gas zu verdichten,
fördert das System flüssigen Stickstoff mit Drücken von bis zu 350 Bar