Leichtbau Lanxess führt Hohlprofil-Hybridtechnik ein

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Mit der neuen Leichtbautechnologie können metallische Hohlprofile mit Kunststoff-Compounds auf konventionellen Spritzgießmaschinen funktionalisiert werden. Lanxess bietet dafür hochverstärkte Polyamid-6-Typen und neue Berechnungsmodelle an. Potenziellen Anwendungen gibt es im Automobilbau.

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Die Hohlprofil-Hybridtechnik führt nach Angaben von Lanxess zu deutlich torsionssteiferen und -festeren Kunststoff-Metall-Verbundbauteilen als es bisher mit anderen Technologien zum Funktionalisieren von Hohlprofilen möglich war.
Die Hohlprofil-Hybridtechnik führt nach Angaben von Lanxess zu deutlich torsionssteiferen und -festeren Kunststoff-Metall-Verbundbauteilen als es bisher mit anderen Technologien zum Funktionalisieren von Hohlprofilen möglich war.
(Bild: Lanxess)

Laut Lanxess ist die Hohlprofil-Hybridtechnik eine Weiterentwicklung der klassischen Kunststoff-Metall-Verbundtechnologie, die von Metallblechen ausgeht. Vorteil der neuen Technologie sei, dass preisgünstige Hohlprofile mit relativ großen Maßabweichungen einsetzbar sind und dass der Verarbeiter mit kurzen Zykluszeiten produzieren kann. Da beim Umspritzen der dünnwandigen Hohlprofile mit der Kunststoffschmelze hohe Drücke von 400 bis 500 bar im Werkzeug herrschen, ist die Gefahr groß, dass sich die Profile verformen oder kollabieren. Lanxess habe das Verfahren so optimiert, dass die Profile den auftretenden Drücken standhalten und dabei nicht von innen abgestützt werden müssen.

Beispiel Instrumententafelträger

Zu den potenziellen Anwendungen zählen im Automobilbau zum Beispiel Instrumententafelträger, Koppelstangen, Stabilisatoren und Sitzelemente. Außerdem könnte die neue Leichtbautechnik zur Produktion etwa von Ski- und Wanderstöcken, Möbelkomponenten und Bauteilen für das Bauwesen genutzt werden.

Lanxess bietet für die Hohlprofil-Hybridtechnik hochverstärkte Polyamid 6-Typen wie das leichtfließende Durethan BKV60H2.0EF DUS060 an, das 60 Gewichtsprozent Kurzglasfasern enthält. Diese hochsteifen und -festen Compounds sollen noch einmal die Leistungsfähigkeit der entsprechenden Bauteile verstärken. In einer Simulationsstudie wurde untersucht, wie sich der Einsatz der Compounds bei der Konstruktion eines Instrumententafelträgers auszahlt. Direkt angespritzt wurden zum Beispiel Anbindungen für die A-Säule sowie Aufhängungen für die Lenksäule, das Armaturenbrett, Klimaaggregate und Airbags.

Das Bauteil lässt sich rund 30 Prozent leichter auslegen als eine reine Stahlkonstruktion – und das bei teilweise besserer mechanischer Performance.

Dr. Matthias Theunissen, Leichtbauexperte bei Lanxess

Berechnet wurden typische Lastfälle und Bauteileigenschaften wie das Schwingungsverhalten und die Lenkradsteifigkeit in Gravitationsrichtung.

Neue Berechnungsmodelle

Mit seinen Simulationstools kann Lanxess genau vorhersagen, bis zu welchen Belastungen Hohlprofilhybride standhalten und an welcher Stelle sie versagen.
Mit seinen Simulationstools kann Lanxess genau vorhersagen, bis zu welchen Belastungen Hohlprofilhybride standhalten und an welcher Stelle sie versagen.
(Bild: Lanxess)

Für die Hohlprofil-Hybridtechnik hat Lanxess neue Berechnungsmodelle auf Basis von Simulationstools entwickelt, die sich seit Jahren in der klassischen Hybridtechnik bewähren. Mit ihnen sollen sich der Produktionsprozess und die Qualität der Verbindung zwischen Metall und Kunststoff präzise überprüfen lassen. Eine genaue Vorhersage bis zu welchen Belastungen die Hohlprofilhybride standhalten und an welcher Stelle sie versagen, sei möglich.

Zur Validierung der Simulation kam nach Angaben von Lanxess ein neu entwickelter Prüfkörper zum Einsatz. An realen Bauteilen wurden umfangreiche Bauteilprüfungen für statische und dynamische Lastfälle durchgeführt, die die Simulationsergebnisse stützen.

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