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Zwei-Komponenten-Harz macht großflächige Verkleidungsteile zu Leichtgewichten

10.12.2008
Großflächige Verkleidungsteile aus einem Zwei-Komponenten-Harz sorgen für Gewichtseinsparung bei Nutzfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen. So baut man mit diesem glasfaserverstärkten Kunststoff nicht nur leichter als mit Stahl, er ermöglicht auch eine Gewichtsreduzierung im Vergleich zu verstärkten Thermoplasten.

Aus dem Kunststoff Telene werden großflächige Verkleidungsteile hergestellt. Jüngstes Projekt ist die Herstellung bis zu 26 m² großer Karosserieteile für mobile Arbeitsmaschinen beim tschechischen Kunststoffverarbeiter Promens in Zin. Sie sollen das Gewicht großer Landmaschinen erheblich reduzieren. Üblicherweise entscheidet man sich bei so großen geometrischen Dimensionen für Stahl oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) als Werkstoff für Verkleidungsteile.

Bis zu 40% Gewichtsreduktion im Vergleich zu GFK-Teilen

Jedoch wird mit dem Kunststoff des französischen Anbieters Telene SAS, Drocourt, viel Gewicht eingespart. So sind Formteile aus diesem Zwei-Komponenten-Harz auf Basis von Dicyclopentadien (DCPD) um bis zu 40% leichter, als wenn sie im Laminier- oder Simultan-Spritzverfahren aus GFK hergestellt würden. Dieser Vorteil überzeugt im Landmaschinenbau. In Europa und Asien liefert Telene die beiden Kunststoffkomponenten zu mehr als einem Drittel in diesen Anwendungsbereich, in dem die Serien für Verkleidungsteile 1000 bis 25 000 Stück im Jahr umfassen.

Andere Anwendungen gibt es bei Baumaschinen, Lastkraftwagen und Nischenfahrzeugen. So hat der britische Verarbeiter Mitras Automotive im vergangenen Jahr ein 3000 m2 großes Werk in Winsford eröffnet, das auf die Herstellung von Karosserieteilen aus Zwei-Komponenten-DCPD-Harz abgestellt ist. Seitdem wird dort der Kunststoff als Option für Sheet Molding Compounds (SMC) und glasmattenverstärkte Thermoplaste (GMT) im Programm geführt. Damit hat man das Formteilprogramm in Richtung kleinerer Serien erweitert, zum Beispiel bei Rahmenplatten.

Werkstofflich zeichnet diese Teile eine hohe Schlagfestigkeit aus. Dazu kommt, dass der Kunststoff mehr Designfreiheit bietet. So lassen sich Funktionselemente in die Teile integrieren. Außerdem ist die Umsetzung von Formteilbereichen mit unterschiedlichen Dicken möglich. Das Ergebnis sind Karosserieteile in Class-A-Qualität: Sie können sogleich beschichtet werden. Das ist sogar im In-Mold-Coating-Verfahren möglich – direkt im Formwerkzeug. Auf diese Weise werden in einem Fertigungsschritt montagefertige Modullatten für Schwimmbäder hergestellt, die aus verstärktem Zwei-Komponenten-DCPD-Harz bestehen.

Mehr Anwendungen für das faserverstärkte Harz bieten jedoch Nutzfahrzeuge und mobile Arbeitsmaschinen. So gibt es bereits Anwendungen bei Lastkraftwagen und Baumaschinen in Japan. Dazu wird der verstärkte Kunststoff im RRIM-Verfahren zu Karosserieteilen verarbeitet. Beim Reinforced Reaction Injection Moulding werden die beiden Harzkomponenten und die Verstärkungsfasern miteinander vermischt und unter hohem Druck in die Form gespritzt. Dort kommt es zu einer exothermen Reaktion der Komponenten und somit zur Kunststoffaushärtung.

Faserverstärkung verbessertmechanische Eigenschaften

Das Ergebnis sind Karosserieteile mit einer höheren Festigkeit und einer niedrigeren Wärmeausdehnung, als wenn sie aus unverstärktem Zwei-Komponenten-DCPD-Harz bestehen. Außerdem ist aufgrund der reduzierten Schrumpfneigung und des damit einfacheren Entformens der Formteilausstoß höher. Unverstärktes DCPD-Harz wird im RIM-Verfahren verarbeitet. Bei beiden Verfahren handelt es sich um einen Verarbeitungsprozess in einer geschlossenen Form. Daher ist deren höhere Umweltverträglichkeit ein weiterer Vorteil im Vergleich zum Laminier- oder Simultan-Spritzverfahren.

Darüber hinaus kommen die wirtschaftlichen Stärken des RIM- und RRIM-Verfahrens bei kleineren Stückzahlen zum Tragen. Sie liegen insbesondere in den niedrigeren Kosten für die Formen im Vergleich zum Thermoplast-Spritzgießen. So wurde für die Herstellung der bis zu 26 m² großen Verkleidungsteile im tschechischen Werk des Verarbeiters Promens ein Satz von elf Formen entworfen und gebaut. Das wäre beim Spritzgießen von Thermoplastteilen aufgrund der Stückzahlen wirtschaftlich nicht möglich gewesen.

Alexander Daemen ist Präsident der Telene SAS in Drocourt/Frankreich.

Alexander Daemen | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/werkstoffe/articles/156992/

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