DER KONSTRUKTEUR 5/2018

REDUKTION DER HERSTELLKOSTEN MIT METALLERSATZ
DURCH HOCHLEISTUNGSPOLYAMIDE
Durch den speziellen Aufbau von Hochleistungspolyamiden ergibt sich ein unvorstellbar
großes Leistungspotential. Wo früher aufgrund der hohen Anforderungen nur Metalle zum
Einsatz kamen, werden heute Hochleistungspolyamide eingesetzt. Der Trend zu noch
höheren Anforderungen geht unbeirrt weiter. Die Vorteile einer Kunststoffkonstruktion
gegenüber einer Metallkonstruktion liegen bei einer kosteneffizienteren Fertigung, der
einfachen Funktionsintegration und der deutlichen Gewichtseinsparung. Besonders die
zukünftigen Fortbewegungsmittel, seien es nun Automobile oder Drohnen, werden durch
die Gewichtseinsparungen profitieren und noch energieeffizienter als heute unterwegs sein.
DER ROHSTOFFLIEFERANT ALS ENTWICKLUNGSPARTNER
Der Anwendungsbereich von Hochleistungskunststoffen ist bereits heute groß aber noch
lange nicht ausgeschöpft. Für nahezu jede Anwendung existieren Kunststoffe mit spezifischen
Eigenschaften. Aufgrund des material- und anwendungsspezifischen Wissens des
Rohstoffherstellers, wird dieser sich vermehrt auch als treibende Kraft für Neu- und
Weiterentwicklungen von Bauteilen positionieren können. Rohstoffhersteller müssen sich
auch in Zukunft als starke Entwicklungspartner und Problemlöser für ihre Kunden einsetzen
und sie auf technisch höchstem Niveau unterstützen; dies beginnt bei der strukturmechanischen
oder spritzgussgerechten Auslegung von Bauteilen, geht über der Ermittlung und
Bereitstellung von komplexen materialspezifischen Kennwerten bis hin zu Neuentwicklungen
von einzigartigen Hochleistungspolyamiden.
SIMULATION UNTERSTÜTZT STEIGENDE KOMPLEXITÄT UND
HÖHERE ANFORDERUNGEN
Die Produktentwicklung findet zunehmend in einer virtuellen Simulationsumgebung statt.
In Zukunft wird das Bedürfnis an komplexere und genauere Simulationsmodelle deutlich
ansteigen. Daher wird sich auch die Nachfrage nach komplexeren Materialdaten für die
Simulation weiter verstärken. Ems-Grivory kann bereits heute den Spritzgussprozess
mitsamt der resultierenden Faserorientierung der hochverstärkten Polyamide und den
daraus folgenden richtungsabhängigen Materialeigenschaften bei der Bauteilauslegung
berücksichtigen. Dies ist schon bald der Standard in Entwicklungsabteilungen. Mit den
steigenden Berechnungskapazitäten können zukünftig die komplexesten Aufgabenstellungen
virtuell gelöst werden.
EINSATZ VON LANGGLASFASERN ZUR ERHÖHUNG
DER PERFORMANCE
Der Trend, die Performance der Kunststoffe näher ans Limit zu treiben, geht weiter. Langfaserverstärkte
Hochleistungspolyamide bieten hier interessante Möglichkeiten. Sie sind einfach zu
verarbeiten und sind mit ihrer hohen Festigkeit an der Spitze der thermoplastischen Kunststoffe
anzusiedeln. Durch die bis zu 10 mm langen Glas- oder Kohlenstofffasern, eingebettet
im Polyamid, entsteht im Bauteil eine hochfeste Faserstruktur. Dadurch liegen die Wärmeformbeständigkeit,
die Steifigkeit und die Festigkeit auch bei steigenden Temperaturen auf
hohem Niveau. Dabei wird das Kriechen, das heißt die Verformung der Bauteile unter einer
lang anhaltenden Belastung, auf ein absolutes Minimum reduziert.
LEICHTBAU DURCH INTELLIGENTEN MATERIALEINSATZ
Leichtbau hat einen immer höheren Stellenwert. „Leichter bauen“ gelingt zum einen durch
Werkstoffe mit geringer Dichte und hohem Eigenschaftsniveau, und zum andern durch
belastungs- und funktionsgerechten Materialeinsatz. Am Heckrahmenträger eines Motorrads
wurde das Leichtbauprinzip auf die Spitze getrieben: Die ursprüngliche Aluminiumkonstruktion
aus 20 Teilen wurde reduziert auf drei Einzelteile aus einem extrem leichten und
belastbaren Hochleistungspolyamid mit Langkohlefaserverstärkung. Bei Anwendungen, bei
denen ein geringes Gewicht und beste mechanische Eigenschaften entscheidend sind, sind
diese Art Hochleistungspolyamide nicht mehr wegzudenken.
www.emsgrivory.com
Bilder: EMS-GRIVORY
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