Suchen

Leichtbau

SUV-Frontendträger aus endlosfaserverstärktem Thermoplast-Composite

| Redakteur: Dorothee Quitter

Aus den endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundhalbzeugen Tepex dynalite von Lanxess lassen sich auch große, hochintegrierte Strukturbauteile für den Leichtbau von Automobilen fertigen.

Firmen zum Thema

Die Fertigung beider Schalen des Frontendträgers erfolgt im Hybrid-Molding-Verfahren. Sie erlaubt die Integration verstärkender Rippen, Halterungen, Führungen und Öffnungen für Anbauteile sowie Schraubdome.
Die Fertigung beider Schalen des Frontendträgers erfolgt im Hybrid-Molding-Verfahren. Sie erlaubt die Integration verstärkender Rippen, Halterungen, Führungen und Öffnungen für Anbauteile sowie Schraubdome.
(Bild: Lanxess)

Im SUV Mercedes-Benz GLE kommt ein Frontendträger aus zwei verschweißten Verbund-Halbschalen zum Einsatz, die ausgehend von rund 1,2 m langen und 0,35 m breiten Zuschnitten des Polypropylen-basierten Tepex dynalite 104-RG600(3)/47% hergestellt werden. Die Fertigung beider Schalen erfolgt im Hybrid-Molding-Verfahren auf einem Spritzgießwerkzeug mit zwei Kavitäten. Die Zuschnitte werden dabei umgeformt und zugleich per Spritzguss mit zahlreichen Funktionen versehen. „Dieser hochintegrierte One-Shot-Fertigungsprozess ist sehr wirtschaftlich und zeichnet sich durch kurze Zykluszeiten aus. Der aus den Schalen hergestellte Frontendträger wiegt rund 30 % weniger als vergleichbare Ausführungen in Stahlblech und weist eine exzellente Crash-Performance sowie Torsionssteifigkeit auf“, erklärt Henrik Plaggenborg, Leiter Tepex Automotive im Lanxess-Geschäftsbereich High Performance Materials (HPM).

Der Frontendträger ist eine Gemeinschaftsentwicklung vom Mercedes-Benz Technology Center, Lanxess und weiteren industriellen Partnern. Er ist ein geschlossenes Hohlprofil, das zusammen mit der Steifigkeit und Festigkeit des Verbundwerkstoffs die sehr gute Crash-Performance des Sicherheitsbauteils begründet. Die hohe mechanische Belastbarkeit zeigt sich auch darin, dass das Bauteil im Bereich des Haubenschlosses nicht mit Metallblechen verstärkt werden muss, wie es meistens bei rein spritzgegossenen Frontendträgern der Fall ist.

Hohes Maß an Funktionsintegration

Der Frontendträger ist mit zahlreichen Öffnungen und Kanälen zur Versorgung des Motors mit Frischluft ausgestattet. Diese entstehen durch den Spritzgießschritt des Hybrid-Molding-Verfahrens in Kombination mit dem nachträglichen Verschweißen der zwei Halbschalen. Darüber hinaus werden auch direkt verstärkende Rippen, Halterungen, Führungen und Öffnungen für Anbauteile sowie Schraubdome integriert. „Die Funktionsintegration minimiert die Zahl der Komponenten, die für die Fertigung des Frontendträgers notwendig sind. Dadurch verringert sich der logistische Aufwand, und die Folgemontage verkürzt und vereinfacht sich. Dies trägt ebenfalls zu einer kosteneffizienten Lösung bei“, erläutert Tilmann Sontag, Projektmanager in der Tepex Automotive-Gruppe von HPM.

Das Sichtteil hat dank der gemeinsamen Entwicklung des Hybrid-Molding-Prozesses eine hohe optische Qualität. Sontag: „Die verstärkenden Glasfaser-Rovings bilden sich auf der Oberfläche sehr gleichmäßig ab und ergeben einen sportlichen Look mit carbon-ähnlicher Anmutung. Eine Aufwertung des Bauteils durch eine kostenintensive Lackierung erübrigt sich ebenso wie eine Beschichtung zum Korrosionsschutz.“

Leichtbaulösung für E-Fahrzeuge

Lanxess und seine Entwicklungspartner sehen den Frontendträger als wegweisend für den Strukturleichtbau von Elektrofahrzeugen. „Durch die Substitution von Metall kann nicht nur Gewicht eingespart werden, was die Reichweite der Fahrzeuge pro Batterieladung erhöht. Vielmehr können der wirtschaftliche Hybrid-Molding-Prozess, die Integration von Funktionen und der Wegfall von Lackierschritten einen Beitrag dazu leisten, die Kosten für Elektrofahrzeuge stark zu senken, so dass diese gegenüber ihren Pendants mit Verbrennungsmotor wettbewerbsfähig werden“, blickt Plaggenborg voraus. Potenzielle Anwendungen von Tepex dynalite in Elektrofahrzeugen sind neben Trägern für Frontends, Türen und Stoßfänger insbesondere auch Halter für Elektro-/Elektronikmodule, Laderaummulden, Batteriegehäuse und -abdeckungen, strukturelle Komponenten im Greenhouse sowie strukturelle Verkleidungen im Unterbodenbereich zum Schutz der Batterie.

Drapiersimulation optimiert Halbzeughandling

HPM hat die Partner bei der Entwicklung des Frontendträgers mit seinem Kundenservice Hi-Ant umfangreich unterstützt. So wurde in einer Drapiersimulation nicht nur die Werkzeugauslegung, sondern auch das Handling des warmen, weichen Halbzeugzuschnitts optimiert. „Der Zuschnitt wird dem Spritzgießwerkzeug leicht vorgeformt zugeführt, was das anschließende Drapieren vereinfacht und zur hohen Oberflächenqualität beiträgt“, erläutert Sontag. Außerdem leisteten Experten von HPM Unterstützung bei der Prozessentwicklung, Bemusterung und beim Serienstart. Grundsätzlich reicht der Hi-Ant-Service von der Bauteilkonzeption und Materialauswahl über Vorschläge für ein belastungsgerechtes Design und Unterstützung bei der Werkzeugauslegung bis hin zu Hilfe beim Produktionsstart. (qui)

K 2019: Halle 6, C76 - 78

Das könnte Sie auch interessieren:

Anwendertreff Leichtbau Der 4. Anwendertreff Leichtbau informiert am 7. November 2019 in Würzburg über Leichtbau-Methoden und -Lösungen für Komponenten, Baugruppen, Maschinen und Systeme. Im Mittelpunkt stehen dieses Jahr die Topologieoptimierung, die Additive Fertigung, Composites, Kunststoff- und Feingussteile sowie Fügetechnologien für Materialhybride.
Mehr Informationen: Anwendertreff Leichtbau

Artikelfiles und Artikellinks

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 46075569)