Innovative Kunststoffmaterialien für Automobil-Strukturteile

In modernen Automobilen macht Kunststoff etwa 15-20% des Fahrzeuggewichts aus, obwohl er bis zu 50% des Volumens ausmachen kann ^[1]. Der Einsatz von Kunststoffen in der Automobilindustrie hat im Laufe der Jahre weiter zugenommen, da die Automobilhersteller auf Leichtbau umgestellt haben.

Leichtere Fahrzeuge helfen, den Kraftstoffverbrauch zu senken. Mit der Verlagerung hin zu Fahrzeugen mit neuer Energie (NEVs) ist der Leichtbau der Schlüssel, um die Reichweitenangst zu verringern. Es wird erwartet, dass bis 2030 30% des Fahrzeuggewichts darauf entfallen werden. Moderne Fahrzeuge verwenden Kunststoffe sowohl für äußere als auch für innere Strukturteile. Folglich wird die Klassifizierung von Automobilwerkstoffen auf der Grundlage ihrer Verwendung wie folgt vorgenommen;

• Automobile Kunststoffmaterialien für Außenteile: Sie können ästhetische und funktionale Aufgaben erfüllen. Aufgrund ihres Standorts müssen sie witterungsbeständig (z. B. UV-beständig) sein, eine hohe Schlagzähigkeit aufweisen und das gewünschte Aussehen haben. Beispiele für Außenbauteile aus Kunststoff sind Kühlergrills, Stoßstangen, Spoiler und Türgriffe.
• Kunststoffe für Innenteile: Kunststoffe, die im Fahrzeuginnenraum verwendet werden, können auch eine dekorative oder funktionale Rolle spielen. Es wird erwartet, dass sie wenig flüchtige organische Verbindungen enthalten, was für die Luftqualität in Innenräumen entscheidend ist. ^[2]. Weitere wichtige Eigenschaften von Kunststoffen für den Fahrzeuginnenraum sind Komfort und Kratzfestigkeit. Beispiele sind Türverkleidungen, Armaturenbretter, Mittelkonsolen und Lüftungsdüsen.
• Kunststoffmaterialien für Automobil-Strukturteile: Sie werden auch als "Under-the-Hood"-Kunststoffe bezeichnet. Ihre Haupteigenschaft ist eine hohe Chemikalien-, Hitze- und Verschleißbeständigkeit, da sie in einer extremen Umgebung arbeiten. Luftansaugkrümmer und Motorabdeckungen sind Beispiele für Teile, die unter der Motorhaube aus Kunststoff hergestellt werden.  

Überlegungen zu Design und Material von Kfz-Außenteilen

Das Design von Autoaußenteilen aus Spritzgussmaterialien muss ein Gleichgewicht zwischen betrieblicher Effizienz, Ästhetik und langfristiger Rentabilität herstellen. Die Konstrukteure müssen Standardisierung, Serialisierung und Vergemeinschaftung in Betracht ziehen, um die Qualität zu verbessern und die Kosten zu senken.

• Standardisierung: Die Verwendung von Standardteilen von der Stange oder die Einhaltung von Standardabmessungen verkürzt die Entwicklungszeit und verbessert die Kompatibilität.
• Serialisierung: Die Verwendung desselben Basisdesigns für die Herstellung verschiedener Größen oder Fähigkeiten verbessert die Skaleneffekte.
• Vergemeinschaftung: Die Verwendung identischer Teile, z. B. gleicher Türgriffe, in verschiedenen Fahrzeugmodellen verringert die Komplexität und erleichtert die Wartung.

Die technischen Grundsätze der Rationalität, des Fortschritts, der Wartungsfreundlichkeit, der Zuverlässigkeit, der Wirtschaftlichkeit und der Herstellbarkeit müssen ebenfalls berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das Teil kosteneffektiv, langlebig und funktional ist.

Warum Kunststoff für die Herstellung von Automobilteilen verwendet wird

Mehrere Schlüsselfaktoren wirken sich auf die zunehmende Verwendung von Kunststoffen für Kfz-Strukturteile aus. Die Gewichtsreduzierung ist nach wie vor einer der wichtigsten Faktoren. Eine Gewichtsreduzierung hat den Kraftstoffverbrauch von Autos erhöht. Je leichter ein Auto ist, desto weniger Energie wird für die Fortbewegung benötigt. Weitere Faktoren, die die Verwendung von Kunststoffen für Automobilteile begünstigen, sind unter anderem:

• Sicherheitsbedenken: Neue Automobilwerkstoffe werden so entwickelt, dass sie die Energie bei einem Aufprall besser absorbieren und umverteilen. Weichere Stoßstangenmaterialien verringern zum Beispiel das Verletzungsrisiko bei Unfällen mit geringem Aufprall im Vergleich zu starren Stoßstangen.
• Unterdrückung von Lärm und Vibrationen: Kunststoffe absorbieren Schwingungen, was zur Geräuschunterdrückung beiträgt. Mit Kunststoffen können die Automobilhersteller das zusätzliche Gewicht einsparen, das bei der Verwendung von schalldämpfenden Materialien anfällt, um den gleichen Effekt zu erzielen. Das macht das Fahren leiser und komfortabler.
• Ästhetik und Designflexibilität: Kunststoffe können mit Hilfe von Präzisionsformverfahren in komplexe Formen gegossen werden. Folglich haben die Automobilhersteller die Flexibilität, komplexe, ästhetisch ansprechende Designs zu entwerfen, wodurch die Notwendigkeit einer kostspieligen Nachbearbeitung entfällt.
• Witterungsbeständigkeit: Viele neue Werkstoffe für die Automobilindustrie sind so konzipiert, dass sie bessere Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, UV-Schäden, Rostbeständigkeit und Beständigkeit gegen extreme Temperaturen aufweisen. Diese verbesserten Eigenschaften erhöhen ihre Haltbarkeit in der Praxis.
• Umweltauswirkungen und Nachhaltigkeit: Der Schwerpunkt der Automobilindustrie verschiebt sich in Richtung Nachhaltigkeit. Recycelte Kunststoffe werden zunehmend in Fahrzeugteile eingebaut, da sie sich leicht recyceln lassen. Außerdem ist der Herstellungsprozess von Kunststoffen in der Regel weniger energieaufwändig als die Produktion von Metall.

Materialanforderungen für gängige Kfz-Außenteile

Die Kombination aus Sicherheitsvorschriften, rauen Umweltbedingungen, Produktionseffizienz und ästhetischen Anforderungen wirkt sich auf die Wahl des Materials für Kfz-Außenteile aus. So sind beispielsweise die Außenteile von Kraftfahrzeugen Umweltfaktoren wie UV-Strahlung, extremen Temperaturen und chemischen Einflüssen ausgesetzt.

Neben den Umwelteinflüssen sind die Außenteile auch mechanischen Faktoren wie Abrieb und Stößen ausgesetzt. Daher müssen sie aus Automobilwerkstoffen hergestellt werden, die über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs ihre Form behalten und strukturellen Belastungen standhalten.

Materialanforderungen für Stoßstangen

Moderne Kfz-Stoßfänger sind komplexe Konstruktionen, die elektronische Komponenten wie Kameras und Sensoren enthalten. Außerdem müssen sie die gesetzlichen Sicherheitsanforderungen erfüllen. Folglich wird erwartet, dass Automobilmaterialien für Stoßfänger ein Gleichgewicht zwischen Stoßdämpfung, Haltbarkeit, struktureller Stärke und Kosteneffizienz herstellen.

Das Hauptmaterial, das üblicherweise für das Spritzgießen von Stoßfänger-Außenhüllen verwendet wird, ist Polypropylen. Es wird bevorzugt, weil es leicht, flexibel, stoßfest und chemikalienbeständig ist. Um seine Steifigkeit und Schlagfestigkeit zu verbessern, wird es häufig mit Füllstoffen oder Gummi modifiziert, z. B. mit Thermoplastischen Olefinen (TPO).

Die Stoßfänger von Premium- oder High-End-Fahrzeugen werden in der Regel aus einer PC+ABS-Mischung hergestellt. Diese Materialmischung bietet im Vergleich zu reinem PP eine höhere Kopfstabilität, Zähigkeit und Oberflächenqualität. Die empfohlene Oberflächenbehandlung hängt von dem für den Stoßfänger verwendeten Material ab.

Kunststoffmaterialien für Fahrzeugleuchten

Autospritzgussmaterialien für die Fahrzeugbeleuchtung müssen eine Kombination aus großer thermischer Stabilität, hoher optischer Transparenz, Witterungsbeständigkeit und Schlagfestigkeit aufweisen. Moderne Kfz-Beleuchtung wird meist aus spezialisierten Thermoplasten hergestellt, um das Design flexibel und leicht zu halten.

Die Anforderungen an die verschiedenen Teile der Fahrzeugbeleuchtung sind unterschiedlich. Von den Linsen wird zum Beispiel eine hohe Lichtdurchlässigkeit, UV-Stabilität sowie Schlagfestigkeit und chemische Beständigkeit erwartet. Das Material für Scheinwerfer und Nebelscheinwerfer muss einer hohen thermischen Belastung (100 °C bis 190 °C) standhalten. Rückleuchten hingegen erfordern Kunststoffmaterialien für die Automobilindustrie mit hohe Verformbarkeit für komplexe Formen.

Die Oberflächenbehandlung ist ein wichtiger Bestandteil der Kfz-Beleuchtung. Die Behandlung kann entweder die Leistung oder die Lebensdauer des Kunststoffteils erhöhen. Nachfolgend sind gängige Behandlungen für verschiedene Kfz-Beleuchtungskomponenten aufgeführt.

• UV-beständige Beschichtung: Diese Behandlung ist für PC-Scheinwerfer obligatorisch, um eine Verschlechterung durch Sonneneinstrahlung zu verhindern.
• Kratzfeste Beschichtung: Die Hartbeschichtung wird auf PC aufgetragen, um die Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer durch Straßenschmutz und Wäsche zu erhöhen.
• Vakuum-Metallisierung: Diese Behandlung wird auf Reflektoren angewendet, um sie reflektierend zu machen.
• Hydrophobe Beschichtung: Die Anti-Beschlag-Beschichtung verbessert die Sicht bei Nässe durch Abweisung von Wasser.

Materialbedarf für Kühlergrills in der Automobilindustrie

Kühlergrills spielen eine ästhetische und funktionale Rolle. Daher müssen Kunststoffmaterialien für die Herstellung von Kühlergrills ein Gleichgewicht zwischen Haltbarkeit und Ästhetik herstellen. Der Grund dafür ist, dass sie ständig rauen Umweltbedingungen, Straßenschmutz und Motorwärme ausgesetzt sind.

Weitere Eigenschaften, die Automobilwerkstoffe für Kühlergrills aufweisen müssen, sind Formbeständigkeit, gute Oberflächenqualität, UV-Beständigkeit und geringes Gewicht. Das gebräuchlichste Material für Kühlergrills ist ABS. Es wird wegen seiner hohen Schlagfestigkeit, Steifigkeit und einfachen Formbarkeit für komplexe Formen bevorzugt.

Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA) ist eine gute Alternative zu ABS. Schwarze, strukturierte Gitter werden meist aus PP hergestellt, da es kostengünstig ist und Temperaturen bis zu 130 °C standhält. Zu den gängigen Oberflächenbehandlungen gehören Galvanisieren, Lackieren, UV-Beschichten, Strukturieren und Plasmabehandeln. Die genaue Oberflächenbehandlung hängt vom Material ab und davon, was der Hersteller erreichen möchte.

Automobilwerkstoffe für Radkastenauskleidungen

Die Spritzschutzbleche oder Kotflügelinnenverkleidungen sollen den Motor, die Karosserie und die Strukturteile vor Schmutz und Feuchtigkeit schützen. Sie sind starken Umweltbelastungen und ständigem Abrieb durch Straßenschmutz ausgesetzt.

Es wird erwartet, dass die Automobil-Spritzgusswerkstoffe für Radhausschalen eine hohe Schlag- und Korrosionsfestigkeit, Temperaturstabilität, chemische Beständigkeit und Langlebigkeit aufweisen und zur Geräuschreduzierung beitragen.

Die Oberflächenbehandlung von Kunststoffen für Radhausverkleidungen dient entweder der Vorbeugung, der Verbesserung oder der Reparatur.

• UV-stabilisierte Beschichtungen: Zur Vorbeugung gegen Rissbildung, Verblassen und Versprödung bei längerer Sonneneinstrahlung.
• Hydrophobe Beschichtungen: Wird zur Auffrischung von stumpfem Kunststoff verwendet.
• Klebebeschichtungen: Wird vor allem auf der Rückseite des Filzes verwendet, um sicherzustellen, dass er richtig am Radkasten haftet und keine Lücken entstehen.

Automobilwerkstoffe für Radkappen

Die Radabdeckung ist ständig Straßenschmutz und Umwelteinflüssen wie Hitze, Streusalz und UV-Strahlung der Sonne ausgesetzt. Daher müssen die Kunststoffmaterialien für Radabdeckungen sehr haltbar und widerstandsfähig gegen Stöße und Korrosion sein.

Das am häufigsten verwendete Material ist ABS. Es ist kostengünstig, leicht und sehr korrosionsbeständig. Polycarbonate eignen sich aufgrund ihrer hohen Schlagfestigkeit am besten für raue Witterungsbedingungen oder Anwendungen im Gelände.

Automobil-Kunststoffmaterialien für Kühlergrills

Kühlergrills dienen dem doppelten Zweck, den Kühler zu schützen und den Lufteinlass zur Kühlung des Motors zu ermöglichen. ABS und Kohlefaser sind die beiden empfohlenen Materialien für Kühlergrills. Sie sind leicht und widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse.

ABS-Kühlergrills werden in der Regel verchromt, um ihre Ästhetik zu verbessern und eine hochglänzende Oberfläche zu erhalten. Eine weitere gängige Behandlung ist die Beschichtung mit UV-Inhibitoren, um Rissbildung, Vergilbung und Abbau durch UV-Strahlung zu verhindern.

Materialempfehlung und Polieren für Kennzeichenschilder

Das Design von Nummernschildern muss strengen technischen und rechtlichen Standards entsprechen, auch in Bezug auf automatische Verkehrskameras. Dazu gehört auch, dass es nachts sichtbar, lesbar und haltbar sein muss. Es muss den Standard-Retroreflexionskoeffizienten (ASTM E-810) für die Sichtbarkeit im Scheinwerferlicht erfüllen ^[3].

Polycarbonat, das 250-mal stärker ist als Glas, ist der empfohlene Automobilkunststoff für raue Umgebungen. Acryl wird aufgrund seines hohen Glanzes und seiner hervorragenden Farbbrillanz häufig für Sonder- oder Ausstellungsschilder verwendet. Allerdings ist es weniger haltbar als Polycarbonat. Zu den üblichen Oberflächenbehandlungen von PC-Automobilmaterialien für Nummernschilder gehören:

• Klare Schutzschicht: Ein klarer, witterungsbeständiger Decklack, der ein Vergilben oder Verblassen verhindert.
• Heißprägefolien: Zum Einfärben von geprägten Zeichen zur besseren Lesbarkeit.
• UV-stabile Beschichtung: Verhindert das Vergilben durch UV-Strahlung.

Türschweller Automotive Materialempfehlung und Behandlung

Sie sind wichtige horizontale Komponenten unter einem Türrahmen. Außerdem unterstützen sie die strukturelle Integrität und verhindern das Eindringen von Wasser und Luft. Sie müssen auch starkem Fußgängerverkehr standhalten. Daher sollte das ideale Material feuchtigkeits- und verrottungsbeständig sein.

Ein Verbundwerkstoff aus Holzfasern und Kunststoff ist verrottungsfest und eignet sich hervorragend für Bereiche mit hoher Luftfeuchtigkeit. Die Pulverbeschichtung ist eine gängige Behandlung, die häufig verwendet wird, um eine farblich angepasste Oberfläche zu schaffen, die gegen Verblassen und Kratzer resistent ist. Zur Verbesserung der Sicherheit kann auch eine Texturierung oder Riffelung vorgenommen werden.

Seitenverkleidungen Automotive Materialempfehlung und Behandlung

Wie jedes andere Außenteil muss auch das Material für Karosserieseitenleisten witterungsbeständig, chemikalienbeständig und stoßfest sein und eine gute Haftfestigkeit aufweisen. ABS ist die häufigste Wahl. Polyurethan (PU), TPO und PP sind jedoch weit verbreitet, wenn es um Bereiche mit hoher Schlagfestigkeit, eine hervorragende mattschwarze Oberfläche und Kosteneffizienz geht. 

Je nach Material kann die Behandlung eine Verchromung, eine UV-stabile Lackierung oder eine Klarlackierung umfassen. ABS zum Beispiel wird in der Regel verchromt, um ein hochglänzendes, luxuriöses Aussehen zu erzielen.

Materialanforderungen für gängige Kfz-Innenraumkomponenten

Komfort und Sicherheit stehen bei der Auswahl von Innenraummaterialien für Kfz-Strukturteile in der Regel im Vordergrund. So muss das Material zum Beispiel die Emissionsgrenzwerte für schwerflüchtige Verbindungen (FMVSS 302) erfüllen und schwer entflammbar sein. ^[4]. Außerdem müssen sie eine gute Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, um den Komfort in der Kabine zu verbessern.

Zu den häufig verwendeten Spritzgussmaterialien für die Innenausstattung von Fahrzeugen gehören PP, ABS, PC+ABS-Blend, TPE, Polyvinylchlorid und PU. Jedes dieser Materialien hat seine Stärken und Schwächen, die seine Verwendung beeinflussen.

Instrumententafeln Materialempfehlung und Behandlung

Instrumententafeln müssen eine hohe strukturelle Integrität aufweisen, den Sicherheitsvorschriften entsprechen und ästhetisch ansprechend sein. Moderne Instrumententafeln in Fahrzeugen der Oberklasse haben oft eine Soft-Touch-Konstruktion. In Economy-Varianten handelt es sich in der Regel um eine harte, spritzgegossene Struktur.

Von dem richtigen Material wird erwartet, dass es eine gute thermische Stabilität und mechanische Festigkeit aufweist, um schwere Komponenten wie Airbags zu tragen, Stöße zu absorbieren und ästhetisch ansprechend zu sein. Das am häufigsten verwendete Kunststoffmaterial für starre Platten in der Automobilindustrie ist PP+Talc/EPDM. Es ist kostengünstig und bietet eine ausgezeichnete Steifigkeit. Andere Werkstoffe sind PC/ABS für höhere Festigkeit und langglasfaserverstärktes Polypropylen für eine hohe strukturelle Integrität.

Soft-Touch-Oberflächen werden in der Regel mit einem der folgenden Belagsmaterialien hergestellt: PVC, TPO oder PU. Eine Plasmabehandlung wird üblicherweise eingesetzt, um den Kunststoff lackier- oder klebbar zu machen. Ein UV-schützender Klarlack wird in der Regel aufgetragen, um den UV-Zerfall und das Ausbleichen der Deckschichten zu verhindern. Instrumententafeln aus PP benötigen möglicherweise eine antistatische Beschichtung, um die Staubanziehung zu verringern.

Automobilwerkstoffe für Türverkleidungen und Säulenverkleidungen

Das Trägermaterial oder der Kern der Türverkleidung kann aus verstärktem PP hergestellt werden, da es günstige Eigenschaften wie niedrige Kosten, geringe Dichte und hohe Formbarkeit aufweist. ABS und Naturfaserverbundwerkstoffe (NFC) können ebenfalls zur Gewichtsreduzierung eingesetzt werden. Kunststoffe auf Wabenbasis sind ein neuer Automobilwerkstoff, der aufgrund seines guten Verhältnisses von Steifigkeit zu Gewicht und seiner besseren akustischen Eigenschaften immer mehr Aufmerksamkeit erregt.

Säulenverkleidungen werden meist aus Autospritzgussmaterialien, ABS, PC+ABS und PP hergestellt. Die energieabsorbierenden Strukturen hinter den Verkleidungen werden in der Regel aus Polyurethanschaum hergestellt.

Am häufigsten werden härtere Kunststoffe mit Soft-Touch-Beschichtungen versehen, damit sie sich weich anfühlen und der Innenraum als luxuriöser empfunden wird. Dekorative Einlagen werden an den Säulenverkleidungen verwendet, um ihnen einen gebürsteten Aluminium- oder Kohlefaser-Look zu verleihen.

Materialempfehlung und Behandlung der Innengriffe

Innengriffe müssen ein Gleichgewicht zwischen Funktionalität, Haltbarkeit und Ästhetik herstellen. Sie werden in der Regel aus Materialien hergestellt, die dem häufigen täglichen Gebrauch standhalten können, ohne ihre Oberflächenqualität und strukturelle Integrität zu verlieren. ABS, PC+ABS, glasfaserverstärktes PP, PMMA und TPO sind die gängigen Materialien für die Herstellung von Innengriffen. Die Behandlung umfasst:

• Galvanische Beschichtung: Verleiht eine hochgradig verschleißfeste metallische, reflektierende Oberfläche
• Malerei: ABS- oder PC+ABS-Materialien werden lackiert, um eine bestimmte Textur zu erzielen.
• Beschichtung: Die harte Schale wird mit einer speziellen, flexiblen, gummiartigen Schicht überzogen, die ein hochwertiges Gefühl vermittelt.
• Plasma-Oberflächenbehandlung: Wird zur Verbesserung der Oberflächenhaftung beim Drucken oder Malen verwendet.

Automobilwerkstoffe für Lenkräder und Behandlung

 Moderne Automobile haben komplexe Lenkräder, die ein Gleichgewicht zwischen Ästhetik, Sicherheit, Haltbarkeit und Ergonomie herstellen. Die Materialanforderungen für Lenkräder sind streng. Im Idealfall besteht es aus einem stabilen, leichten Metallskelett, das von einer weichen Kunststoffpolsterung umgeben und mit einem haltbaren Bezug versehen ist.

Das Material für die Unterseite des Spritzgusses im Automobilbereich ist Polyurethanschaum. Er bietet eine dauerhafte Haptik und lässt sich leicht an eine bestimmte Textur, Dichte und Farbe anpassen. Die In-Mold-Beschichtung ist die wichtigste Behandlung für PU-Schaum, um eine einheitliche matte Oberfläche zu erhalten. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit einer Lackierung.

Empfohlenes Material und Behandlung der Armlehne der Mittelkonsole

Dieses Automobilteil schließt die Lücke zwischen Innenraumästhetik, Komfort und Ergonomie. Sie halten einem langfristigen physischen Kontakt stand. Eine wichtige Eigenschaft, die das richtige Material haben muss, ist daher Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit. Außerdem müssen sie resistent gegen Öl und Flecken sein.

Das empfohlene Automobilmaterial für die strukturelle Basis ist ABS-Kunststoff. Die Polsterung kann entweder aus expandiertem Polypropylen oder aus Memory-Schaum bestehen, um die Druckverteilung zu verbessern. Der äußere Bezug besteht entweder aus PU-Leder oder aus Mikrofaserleder. Für ein weiches, hochwertiges Aussehen und Gefühl.

Wurde Kunstleder verwendet, ist es wichtig, UV-beständige Beschichtungen aufzutragen, um Rissbildung oder Ausbleichen zu verhindern. Nanokeramische Beschichtungen werden oft auf Leder aufgetragen, um eine hydrophobe, schmutzabweisende Schicht zu erzeugen. Dadurch bleibt die Weichheit erhalten und Flüssigkeiten perlen ab.

Materialanforderungen für gängige Kfz-Funktionsteile

Dabei handelt es sich um wichtige mechanische und elektronische Komponenten, die den sicheren Betrieb des Fahrzeugs ermöglichen. Zu den wichtigsten funktionalen, nicht kosmetischen Teilen aus Kunststoffen für die Automobilindustrie gehören Lufteinlasskrümmer, Handschuhkästen und Motorabdeckungen.

Empfohlenes Material und Behandlung der Ansaugrohre

Ansaugrohre sind wichtige Motorkomponenten, die die Luft oder das Luft-Kraftstoff-Gemisch auf die Zylinder verteilen. Aufgrund der hohen Betriebstemperaturen von bis zu 150 °C muss der richtige Automobilwerkstoff eine ausgezeichnete thermische Stabilität und hohe mechanische Festigkeit aufweisen.

Moderne Autos verwenden glasfaserverstärkte Kunststoffe wie Polyamid 66. Es hat den Vorteil, dass es eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, leicht ist, sich in komplexe Kanalformen formen lässt, um einen optimalen Luftstrom zu gewährleisten, und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweist.

Die Behandlung von Ansaugkrümmern umfasst das Polieren der Kanäle auf eine glatte Oberfläche (400-1.000er Körnung), um die Luftstromgeschwindigkeit zu erhöhen. Nasse Krümmer behalten eine leichte Textur (400-600er Körnung), um das Ansammeln von Kraftstoff an den Wänden zu verhindern. Die Außenseite wird beschichtet, um die Haltbarkeit zu verbessern und die Hitzebeständigkeit zu erhöhen.

Materialbedarf für Handschuhkästen in der Automobilindustrie

Gloveboxen bieten sichere Aufbewahrungsmöglichkeiten für empfindliche Materialien. Bei der Auswahl des Materials für Handschuhkästen kommt es vor allem auf geringe Gasdurchlässigkeit und chemische Beständigkeit an. Die Oberfläche muss so beschaffen sein, dass sie in Farbe und Textur zum Armaturenbrett passt.

Das für die Herstellung von Handschuhkästen in der Automobilindustrie üblicherweise verwendete Kunststoffmaterial ist PP+EPDM. Ausschlaggebend für die Wahl sind in der Regel die niedrigen Kosten, die geringe Dichte und die gute Formbarkeit. Bewegliche Teile, wie Scharniere, Drehzapfen und Verschlüsse, werden in der Regel aus POM hergestellt. Die Wahl fällt auf dieses Material, weil es eine ausgezeichnete Verschleiß- und Kriechfestigkeit aufweist.

Die In-Mold-Texturierung wird häufig verwendet, um Maserungen auf dem Produkt zu erzeugen. Eine weitere beliebte Behandlung ist die Soft-Touch-Lackierung der äußeren Türverkleidung, um Blendeffekte zu reduzieren. Die Lackierung kann auch verwendet werden, um bestimmte ästhetische Anforderungen zu erfüllen. Die Oberflächenenergie kann durch eine Plasmabehandlung erhöht werden, damit die Lacke gut haften.

Empfohlene Automobilwerkstoffe für Motorabdeckungen

Sie werden entweder als Abdeckungen, Abdeckhauben oder Motorabdeckungen bezeichnet. Sie dienen sowohl ästhetischen als auch funktionalen Zwecken. Die Umweltbedingungen unter der Motorhaube sind extrem und erfordern ein Material, das in solchen Umgebungen ohne Verformung funktionieren kann. Das Material muss den Sicherheitsvorschriften hinsichtlich der Entflammbarkeit entsprechen (z. B. SAE J369).

Glasfaserverstärktes PA66 wird wegen seiner ausgezeichneten Hitzebeständigkeit und hohen Dimensionsstabilität hauptsächlich in der Automobilindustrie verwendet. Bei preisgünstigen oder Massenmarkt-Fahrzeugmodellen kann aus Gründen der Kosteneffizienz PP verwendet werden. PU wird häufig auf der Rückseite der starren thermoplastischen Abdeckung zur Schall- und Wärmedämmung verwendet.

Der Zweck der Oberflächenbehandlung ist entweder die Verbesserung der Ästhetik des Motorraums oder der Schutz des Materials vor Umwelteinflüssen. Zum Schutz oder zur Wiederherstellung des “neuwertigen” Zustands von Kunststoffoberflächen oder zur Verhinderung des Ausbleichens können silikonfreie Mittel auf Wasserbasis aufgetragen werden.

Wesentliche Unterschiede zwischen ICEs und NEVs

Leichtbau ist ein wichtiges Konzept für New Energy Vehicles (NEVs). So wurden beispielsweise schwere gusseiserne Verbrennungsmotoren in batteriebetriebenen Fahrzeugen durch große Lithium-Ionen-Batteriepakete und Elektromotoren ersetzt.

Um die Reichweite zu erhöhen, die die Batteriepakete mit einer einzigen Ladung zurücklegen können, werden bei NEVs viele leichte Materialien wie Kohlefaser, Verbundwerkstoffe und Aluminium verwendet, um das Gewicht der Fahrzeuge zu verringern. Zu den wichtigsten Materialunterschieden zwischen Verbrennungsmotoren (ICEs) und NEVs gehören:

1. Antriebsstrang: ICEs verwenden Motorblöcke aus Stahl oder Eisen. Im Gegensatz dazu verwenden EVs Elektromotoren und kupferlastige Kabel. E-Fahrzeuge haben kompaktere Antriebsstränge, weil sie weniger bewegliche Teile haben.
2. Strukturelles Material: Um das Gewicht der Batteriepacks auszugleichen, werden bei Elektrofahrzeugen in der Regel Verbundwerkstoffe, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen für die Strukturkomponenten verwendet.
3. Wärmemanagement: ICEs verwenden Kühler für das Wärmemanagement. Bei Elektrofahrzeugen werden häufig spezielle Kunststoffformteile verwendet, um Systeme zur Luftkühlung der Batterie zu bauen.

Neue Materialien und Entwicklungstrends in der Automobilindustrie

Es entstehen neue Automobilwerkstoffe, die entweder die nächste Generation von NEVs antreiben oder deren Betrieb effizienter machen werden. So arbeiten Forscher beispielsweise an der Verwendung verschiedener Wasserstoffspeicherlegierungen wie TiFe und LaNi zur Speicherung und Freisetzung von Wasserstoff als Kraftstoff für NEVs. Mehrere innovative Kunststoffmaterialien für Automobile befinden sich in der Entwicklung, die die künftigen Trends in der Automobilindustrie bestimmen werden.

• Leitfähige Kunststoffe: Es wurde in den 1970er Jahren durch einen experimentellen Fehler entdeckt. Weitere Studien zeigten, dass durch die Zugabe von Jod während der Acetylenpolymerisation Polyacetylen entsteht, das 30 Millionen Mal leitfähiger ist. Dieses neue Material wurde für die Herstellung von Leuchtdioden verwendet und hat sich als wertvoll für Sensoren erwiesen. Es wird sich als nützlich für Sensoren in selbstfahrenden Autos erweisen.
• Neue Polymere für industrielle Anwendungen: PHT ist eine neue Art von Kunststoff, die zufällig von Jeannette Garcia entwickelt wurde. Das Kunststoffpolymer ist härter als Knochen, wiegt aber fast das gleiche Volumen wie gewöhnlicher Kunststoff. Es ist 100% recycelbar. Es könnte in Zukunft für die Leichtbauweise von Elektrofahrzeugen verwendet werden, um die Energieeffizienz zu verbessern.
• Polytetrafluorethylen: Der Chemiker Roy Plunkett entdeckte dieses Material im Jahr 1938. Wissenschaftler arbeiten weiterhin an der Entwicklung von Polytetrafluorethylen-Antihaftbeschichtungen, die temperatur- und korrosionsbeständige Eigenschaften aufweisen können. Seine Anwendung als Automobildichtungen wird sich in Zukunft wahrscheinlich verbessern.

Die Kombination aus dem Wunsch, die Energieeffizienz durch Leichtbau zu verbessern und die Automobilindustrie umweltfreundlicher zu machen, hat die Erforschung neuer Materialien angeregt. Mehr nicht funktionale Metallteile werden wahrscheinlich weiterhin technischen Kunststoffen Platz machen.

Referenzen

[1] Ortego, A., Russo, S., Iglesias-Émbil, M., Valero, A., & Magdalena, R. (2023). Exergie-Bewertung von Autoteilen aus Kunststoff. Fahrzeuge, 5(3), 1211-1226. https://doi.org/10.3390/vehicles5030067

[2] U.S. Environmental Protection Agency. (2024, März 14). Was sind flüchtige organische Verbindungen (VOCs)? U.S. Environmental Protection Agency. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs

[3] ASTM International. (2020). E0810-20: Standardleitfaden für forensische Farbanalysen und -vergleiche. ASTM International. https://www.astm.org/e0810-20.html

[4] Aeroblaze Laboratorium. (n.d.). Entflammbarkeit von Innenraummaterialien - FMVSS 302. Aeroblaze Labor. https://www.aeroblazelab.com/tests/flammability-interior-materials-fmvss-302