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DER KONSTRUKTEUR 5/2018

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DER KONSTRUKTEUR 5/2018

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TRENDS Technische Kunststoffe und ihre Anwendungen Autor: Ruedi Portmann, EMS-GRIVORY, Domat/Ems (CH) 18 DER KONSTRUKTEUR 5/2018

REDUKTION DER HERSTELLKOSTEN MIT METALLERSATZ DURCH HOCHLEISTUNGSPOLYAMIDE Durch den speziellen Aufbau von Hochleistungspolyamiden ergibt sich ein unvorstellbar großes Leistungspotential. Wo früher aufgrund der hohen Anforderungen nur Metalle zum Einsatz kamen, werden heute Hochleistungspolyamide eingesetzt. Der Trend zu noch höheren Anforderungen geht unbeirrt weiter. Die Vorteile einer Kunststoffkonstruktion gegenüber einer Metallkonstruktion liegen bei einer kosteneffizienteren Fertigung, der einfachen Funktionsintegration und der deutlichen Gewichtseinsparung. Besonders die zukünftigen Fortbewegungsmittel, seien es nun Automobile oder Drohnen, werden durch die Gewichtseinsparungen profitieren und noch energieeffizienter als heute unterwegs sein. DER ROHSTOFFLIEFERANT ALS ENTWICKLUNGSPARTNER Der Anwendungsbereich von Hochleistungskunststoffen ist bereits heute groß aber noch lange nicht ausgeschöpft. Für nahezu jede Anwendung existieren Kunststoffe mit spezifischen Eigenschaften. Aufgrund des material- und anwendungsspezifischen Wissens des Rohstoffherstellers, wird dieser sich vermehrt auch als treibende Kraft für Neu- und Weiterentwicklungen von Bauteilen positionieren können. Rohstoffhersteller müssen sich auch in Zukunft als starke Entwicklungspartner und Problemlöser für ihre Kunden einsetzen und sie auf technisch höchstem Niveau unterstützen; dies beginnt bei der strukturmechanischen oder spritzgussgerechten Auslegung von Bauteilen, geht über der Ermittlung und Bereitstellung von komplexen materialspezifischen Kennwerten bis hin zu Neuentwicklungen von einzigartigen Hochleistungspolyamiden. SIMULATION UNTERSTÜTZT STEIGENDE KOMPLEXITÄT UND HÖHERE ANFORDERUNGEN Die Produktentwicklung findet zunehmend in einer virtuellen Simulationsumgebung statt. In Zukunft wird das Bedürfnis an komplexere und genauere Simulationsmodelle deutlich ansteigen. Daher wird sich auch die Nachfrage nach komplexeren Materialdaten für die Simulation weiter verstärken. Ems-Grivory kann bereits heute den Spritzgussprozess mitsamt der resultierenden Faserorientierung der hochverstärkten Polyamide und den daraus folgenden richtungsabhängigen Materialeigenschaften bei der Bauteilauslegung berücksichtigen. Dies ist schon bald der Standard in Entwicklungsabteilungen. Mit den steigenden Berechnungskapazitäten können zukünftig die komplexesten Aufgabenstellungen virtuell gelöst werden. EINSATZ VON LANGGLASFASERN ZUR ERHÖHUNG DER PERFORMANCE Der Trend, die Performance der Kunststoffe näher ans Limit zu treiben, geht weiter. Langfaserverstärkte Hochleistungspolyamide bieten hier interessante Möglichkeiten. Sie sind einfach zu verarbeiten und sind mit ihrer hohen Festigkeit an der Spitze der thermoplastischen Kunststoffe anzusiedeln. Durch die bis zu 10 mm langen Glas- oder Kohlenstofffasern, eingebettet im Polyamid, entsteht im Bauteil eine hochfeste Faserstruktur. Dadurch liegen die Wärmeformbeständigkeit, die Steifigkeit und die Festigkeit auch bei steigenden Temperaturen auf hohem Niveau. Dabei wird das Kriechen, das heißt die Verformung der Bauteile unter einer lang anhaltenden Belastung, auf ein absolutes Minimum reduziert. LEICHTBAU DURCH INTELLIGENTEN MATERIALEINSATZ Leichtbau hat einen immer höheren Stellenwert. „Leichter bauen“ gelingt zum einen durch Werkstoffe mit geringer Dichte und hohem Eigenschaftsniveau, und zum andern durch belastungs- und funktionsgerechten Materialeinsatz. Am Heckrahmenträger eines Motorrads wurde das Leichtbauprinzip auf die Spitze getrieben: Die ursprüngliche Aluminiumkonstruktion aus 20 Teilen wurde reduziert auf drei Einzelteile aus einem extrem leichten und belastbaren Hochleistungspolyamid mit Langkohlefaserverstärkung. Bei Anwendungen, bei denen ein geringes Gewicht und beste mechanische Eigenschaften entscheidend sind, sind diese Art Hochleistungspolyamide nicht mehr wegzudenken. www.emsgrivory.com Bilder: EMS-GRIVORY DER KONSTRUKTEUR 5/2018 19

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