Leistungsfähigere und intelligentere Materiallösungen

  • Bert Havenith, Strategic Intelligence and Market Intelligence Director, Engineering Plastics, DSMBert Havenith, Strategic Intelligence and Market Intelligence Director, Engineering Plastics, DSM

Mobilität wird in den nächsten 10 Jahren ein Mix aus mehreren bestehenden und neuen Technologien sein, ausgerichtet auf diversifiziertere Verbraucheranforderungen und mehr Flexibilität. Wir haben vier große Trends mit starkem Wachstumspotenzial für technische und Hochleistungskunststoffe identifiziert: Kraftstoff- & Emissionsreduzierung, Vernetzung & Komfort, erhöhte Sicherheit, und Produktivitätssteigerung.

Der Leichtbau wird weiterhin nicht nur bei Fahrzeugen mit traditionellen Verbrennungsmotoren eine wichtige Rolle spielen, sondern auch bei Elektrofahrzeugen mit Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellenantrieben. Um noch emissionsärmere und kraftstoff- bzw. energieeffizientere Fahrzeuge einzuführen und den Rohmaterialeinsatz nachhaltiger zu gestalten, streben die OEMs nach weiteren Gewichtseinsparungen und einer umfassenderen Elektrifizierung. Verstärkt im Kommen sind außerdem metallsubstituierende Leichtbaukonstruktionen mit weniger Einzelteilen, die gleichzeitig auch die Integrität, die Sicherheit und das Geräuschverhalten (NVH) der Komponenten verbessern.

Neue Fahrzeuggenerationen werden vernetzter und digitalisierter sein, um den Weg zu autonomen Fahrzeugen und Mobilitätsdienstleistungen wie Car Sharing und On-Demand-Verfügbarkeit zu ebnen. Der Innenraum derartiger Fahrzeuge muss sowohl strapazierfähig als auch bequem sein und Infotainmentsysteme bieten, um diesen Wandel zu unterstützen.
Wir erwarten zudem eine wachsende Anzahl aktiver und passiver Sicherheitssysteme als Teil der konsequenten Elektronifizierung des Fahrerlebnisses. Smarte Beleuchtungskonzepte und eine erhöhte elektrische Isolierung von E&E-Komponenten sind nur zwei Beispiele für funktionale Entwicklungen, bei denen Kunststoffe eine entscheidende Rolle spielen werden.

Darüber hinaus werden die OEMs leistungsfähigere und intelligentere Materiallösungen nutzen, um ihre Produktivität mit globalen Plattformen und funktionaler Integration zu steigern. Dabei fließen auch neue Technologien in die Design- und Fertigungsprozesse ein, wie Additive Manufacturing. Das Rapid Prototyping mittels 3D-Druck kann die Entwicklungszyklen und den Aufwand für Designiterationen drastisch reduzieren.

Die generative Fertigung erschließt außerdem eine bedarfsgerechte, lokale und schnelle Produktion von Spann- und Befestigungsvorrichtungen sowie Bauteilen in kleineren Stückzahlen und ein umweltverträglicheres, kostengünstigeres Ersatzteilmanagement. Der 3D-Druck macht die Produktion selbst mobil, indem er eine flexiblere Fertigung derartiger Teile genau dort ermöglicht, wo sie gebraucht werden, und dabei den Werkzeug- und Lageraufwand minimiert.
DSM bietet eine Vielzahl hochleistungsfähiger Kunststofftechnologien für die genannten Trends und Herausforderungen. Nachfolgend einige der bedeutenderen Lösungen.

Wir erwarten eine wachsende Anzahl aktiver und passiver Sicherheitssysteme.

Um die Antriebseffizienz leichter Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren zu steigern, haben wir hochwärmefeste Diablo PA46- und PA6/66-Typen eingeführt, die bis zu 230°C aushalten und in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt werden, wie z. B. fortschrittlichen Turboladersystemen. Reibungsarme PA46-Materialien ermöglichen den Fahrzeugherstellern die Umsetzung effizienterer Motorsteuersysteme. Und unsere Lösungen zur Metallsubstitution umfassen auch Hochbarrierepolymere mit niedriger Permeabilität für Erdgas- oder Wasserstofftanks sowie spezielle Composites mit Dyneema oder Carbonfasern und unidirektionaler PA410-Bandware für leichte, aber hoch belastbare tragende Teile.

Unser Portfolio für xEV-Anwendungen umfasst diverse Materialien mit herausragenden elektrischen Eigenschaften, einschließlich hoher Kriechstromfestigkeit, die auf die Anforderungen von Bauteilen von Hochvolt-Batterien, Elektromotoren und Wechselrichtern ausgelegt sind. Mehrere Typen mit hoher Hydrolysebeständigkeit sind außerdem prädestiniert für Anwendungen im Wärmemanagement von Batterien und Kühlkreisläufen.
In den Bereichen Vernetzung und Sicherheit bietet DSM Engineering Plastics Reflow-lötbare Materialien für Steckverbinder und Advanced Driver Assist Systems (ASAD) sowie EMI-abschirmende und wärmeleitfähige Lösungen für Steuereinheiten und Batteriegehäuse.

Und nicht zuletzt haben wir seit über 20 Jahren immer wieder neue Materialien und Polymertechnologien für mehrere additive Fertigungsprozesse auf den Markt gebracht, wie die Stereolithografie (SLA), das Schmelzschichtverfahren (FFM) etc. Ein von DSM kürzlich eingeführtes SLA-Material für Windkanaltests mittels Particle Imaging Velocimetry (PIV) ist Somos PerFORM Reflect. Dieses zukunftsweisende Produkt erübrigt die PIV-Lackierung gedruckter Teile, was mehr als 30 % Nacharbeit spart.

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