Kunststoffe

Kunststoffkomponenten auf Geometrie, Material und Produktionsverfahren prüfen

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Welchen Einfluss hat das auf die Sicherheit und das Gewicht von Kunststoffbauteilen?

Sicherheit und Gewichtseinsparung erscheinen auf den ersten Blick als ein Widerspruch. Die Betriebsicherheit betreffend, können wir uns die Einzelkomponenten vorknöpfen. Insbesondere Schlagbeanspruchungen bei tiefen Temperaturen sind die größte Herausforderung für Kunststoffe. Crash-ähnliche Simulationen sind heute schon Realität und werden beispielsweise benutzt, um das Steinschlagverhalten einer Kunststoff-Ölwanne zu optimieren.

Bei der Gewichtsfrage müssen wir das System aus mehreren Komponenten betrachten. Ganz oben steht die Reduzierung der Anzahl der Komponenten durch Funktionsintegration. Hier lässt sich das meiste Gewicht gegenüber einer Metall- oder Aluminiumkonstruktion einsparen. Weitere Optimierung von Wandstärken, Rippen und Flanschen mit minimalen Sicherheitsfaktoren verlangen nach einer voll anisotropen Simulation mit vollständigem Materialmodell. Ich komme hier zurück auf das Beispiel der Kunststoffölwanne. Hier konnte das Gewicht gegenüber einer klassischen Blechkonstruktion um 50 % auf etwa 1 kg für einen bestimmten PKW reduziert werden. Diese Ölwannen sind nun seit 2008 im Serienbetrieb und beweisen, dass die Simulation enorm gute Vorhersagen ermöglicht hat. Die Funktionsintegration trägt hierbei den größeren Einsparungsbeitrag.

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