DuPont fokussiert sich noch stärker auf Leichtbaulösungen

DuPont zeigt, wie technische Kunststoffe, konstruktive Lösungen und Verarbeitungs-Knowhow der Automobilindustrie helfen können, den CO2-Ausstoß zu senken und Kraftstoff einzusparen

Ganz oben auf der Agenda von DuPont Performance Polymers stehen derzeit innovative Technologien und Werkstofflösungen für automobile Leichtbaulösungen, die der Automobilindustrie helfen, das Gewicht von Kraftfahrzeugen zu senken und dadurch die Emissionen und den Kraftstoffverbrauch zu verringern. Teil dieser Strategie sind gemeinschaftliche Entwicklungen mit der Branche, um Innovationen schneller in den Markt zu bringen. Zu den aktuellsten Beispielen gehört eine Lkw-Ölwanne aus DuPont™ Zytel® Polyamid, die rund 6 kg (und damit 50 %) leichter ist als die bisherige Aluminiumausführung. Während der K 2013, die vom 16. bis zum 23. Oktober in Düsseldorf stattfindet, wird DuPont auf Stand C43 in Halle 06 diese Ölwanne ebenso präsentieren wie eine in der Entwicklung befindliche Verbundwerkstofftechnologie auf Thermoplastbasis für hoch belastbare Teile. Diese verbindet geringes Gewicht mit hoher Schlagzähigkeit, Festigkeit und Steifigkeit und kann Metalle in Karosserie-, Fahrwerks- und Motorraumanwendungen ersetzen.

Die Automobilindustrie nutzt den Leichtbau als eine der effizientesten Methoden zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emission. DuPont arbeitet gemeinsam mit der Branche an der Verwendung technischer Kunststoffe, die sich durch ihr geringes spezifisches Gewicht auszeichnen und die die Entwicklung leichterer, hohe Leistungsanforderungen erfüllender Bauteile ermöglichen.

Dazu Patrick Cazuc, Automotive Director EMEA, DuPont Performance Polymers: „Bauteile sollten von Beginn an ,in Kunststoff‘ konstruiert werden, anstatt bestehende Teile aus Metall zu substituieren. Dies erfordert jedoch eine geänderte Herangehensweise, und auch die benötigten Werkstoffdaten müssen verfügbar sein, denn nur dann lassen sich alle Gewichts-, Festigkeits- und Funktionsvorteile der Kunststoffe ausnutzen.“ Um dazu beizutragen, charakterisiert DuPont seine Werkstoffe auch unter dynamischeren Bedingungen. Cazuc weiter: „Gemeinsam mit der Industrie durchgeführte Tests zeigen, dass wir die Eigenschaften genauer voraussagen können. Dies hilft, den Prozess der Werkstoffauswahl zu verbessern und die Entwicklungszeit zu verkürzen.“

Schätzungen zufolge kann eine Verringerung des Gesamtgewichts eines Kfz um nur 50 kg die CO2-Emission um bis zu 5 g pro Kilometer und den Kraftstoffverbrauch um bis zu 2 % senken. Allein in bekannten Motoranwendungen kann die Substitution von Metallen durch Kunststoffe mindestens 11 kg pro Fahrzeug einsparen und die Lebensdauer von Teilen, die hohen Temperaturen in aufgeladenen Motoren ausgesetzt sind, verdoppeln. Überträgt man dies auf die 83 Millionen für 2013 geplanten Motoren, ließen sich dadurch über 1 Milliarde Liter Kraftstoff bzw. fast 10 Millionen Barrel Rohöl einsparen.

Kunststoff-Lösungen

„Die Automobilindustrie steht vielen verschiedenen Herausforderungen gegenüber, wobei in Europa die Verringerung der CO2-Emissions die drängendste ist. In Verbindung mit aggressiveren Motorkühlmitteln, höheren Temperaturen und dem zusätzlichen Gewicht durch neue Zusatzaggregate für mehr Leistung, Komfort und Sicherheit schaffen diese Herausforderungen vielfältige Möglichkeiten für den Einsatz der technischen Kunststoffe und Hochleistungskautschuke von DuPont zur Gewichtsreduzierung“, erläutert Cazuc.

„Die Branche ist offener denn je für neue konstruktive Wege, die die Anwendungsgrenzen für Kunststoffe erweitern, um diese Anforderungen zu erfüllen. Leichte thermoplastische Verbundwerkstoffe, die mehr Steifigkeit bieten, und der Einsatz neuer Ölwannen, Auspuffschalldämpfer und Auspuffrohre aus Kunststoffen von DuPont sind herausragende Beispiele. Wir arbeiten gemeinsam mit der Automobilindustrie daran, diese innovativen Ideen schneller zur Marktreife zu bringen, bei erhöhter Zuverlässigkeit und zu vertretbaren Kosten.“

Leichte Kunststoff-Ölwanne

Um zu zeigen, wie gut diese Zusammenarbeit funktionieren kann, wird DuPont eine große Lkw-Ölwanne aus DuPont™ Zytel® Polyamid zeigen, die ElringKlinger im Spritzgießverfahren für Mercedes-Benz herstellt. Sie ist um bis zu 6 kg (50 %) leichter als die Aluminiumversion und kann der Einwirkung von Steinschlag während der typischen 1,5 Millionen Kilometer umfassenden Lebensdauer von Lkw- oder Omnibusmotoren widerstehen. Und der Geräuschpegel ist um rund 2 dB niedriger als bei der Metallausführung.

Die Verringerung des Bauteilgewichts senkt den Kraftstoffverbrauch und steigert die Nachhaltigkeit ohne Kompromisse bei der Sicherheit und hilft zugleich, die strengen Euro-6-Emissionsgrenzen einzuhalten. Der Einsatz des leichten Zytel® Polyamids ermöglicht auch die Integration von Funktionen, die bei Verwendung von Metall nicht möglich sind.

Leichtere, festere Strukturen

Um den Bedarf für leichtere, festere Strukturwerkstoffe zu erfüllen, arbeitet DuPont mit Kfz-Herstellern und Tier-1-Zulieferern an Entwicklungsprojekten, bei denen thermoplastische Verbundwerkstoffe für tragende oder mechanisch belastete Bauteile verwendet werden, wie Sitzrahmen, Heckklappen, Querträger, Stoßfänger und Feder-Dämpfer-Systeme.

So ergab die Zusammenarbeit mit PSA Peugeot Citroën bei der Prüfung eines Seitenaufprallträgers aus DuPont™ Vizilon®, eine in der Entwicklung befindliche Thermoplast-Verbundwerkstoff-Technologie, eine mögliche Gewichtseinsparung von 40 % im Vergleich mit ultrahochfestem (UHHS-)Stahl und zugleich eine – gegenüber Trägern aus Metall und kurzglasfaserverstärktem Kunststoff – höhere Energieaufnahme. Als ein Ergebnis erfüllte DuPont™ Vizilon® den Crashtest von PSA Peugeot Citroën, was seine Eignung für energieabsorbieren Aufprallelemente bestätigt. Vizilon® bietet eine hohe Steifigkeit bei Temperaturen von –40 °C bis +90 °C und übertrifft dabei auf Polypropylen basierende Verbundwerkstoffe oberhalb von 80 °C.

Investitionen in Hochleistungswerkstoffe

Mit Investitionen in Hochleistungswerkstoffe und anwendungstechnische Entwicklungen konzentriert sich DuPont auf die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern. Dies schleißt insbesondere leichtere Alternativen zu Metallen ein, die den hohen Temperaturen, den aggressiven Chemikalien und den konstant hohen Drücken in modernen Kfz-Motoren widerstehen können.

Das Ziel ist, das Bauteilgewicht signifikant zu verringern, ohne Kompromisse bei den Gebrauchseigenschaften und der Nachhaltigkeit einzugehen, um der Automobilindustrie zu helfen, das Fahrzeuggewicht und die CO2-Emissionen zu senken und damit dazu beizutragen, die Energiereserven auch für die Zukunft zu sichern.

Einen großen Teil der Entwicklungsarbeit leisten die elf weltweiten Innovation Centres von DuPont, die Kunden, strategische Partner und Hochschulen mit über 10 000 technischen und wissenschaftlichen Mitarbeitern von DuPont in Verbindung bringen. Vier dieser Zentren fokussieren sich auf die Automobilindustrie. Dabei arbeiten die globalen Entwicklungsteams des Unternehmens an fünf innovativen Wegen zu einer Verringerung des Gewichts, einer Steigerung des Motorwirkungsgrads, zu biobasierten Lösungen, zur Nutzung elektrischer Energie und zu alternativen Antriebssystemen.

DuPont bietet der weltweiten Automobilindustrie über 100 Werkstoffe und Produktfamilien. Über sein globales anwendungstechnisches Netzwerk arbeitet DuPont Automotive zusammen mit Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette an der Entwicklung neuer Produkte, Werkstoffe, Bauteile und Systeme, die dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu verringern und die Menschen und die Umwelt zu schützen.

DuPont Performance Polymers entwickelt zusammen mit Kunden weltweit Produkte, Bauteile und Systeme, die zu einer verminderten Abhängigkeit von fossilen Energieträgern sowie zum Schutz der Menschen und der Umwelt beitragen. In über 40 weltweit verteilten Produktions-, Entwicklungs- und Forschungszentren nutzt DuPont Performance Polymers das branchenweit breiteste Portfolio an Kunststoffen, Elastomeren, biobasierten Kunststoffen, Filamenten sowie Hochleistungsteilen und -halbzeugen zur Bereitstellung kosteneffizienter Lösungen für Kunden in der Luft- und Raumfahrt-, der Automobil-, Konsumgüter-, Elektro- und Elektronik- und der Sportartikelindustrie sowie dem Maschinenbau und anderen Branchen.

Seit 1802 bietet DuPont den globalen Märkten Wissenschaft und Entwicklungen auf Weltklasseniveau in Form von Produkten, Materialien und Dienstleistungen. Das Unternehmen ist überzeugt, dass durch eine enge Zusammenarbeit mit Kunden, Regierungen, Nicht-Regierungsorganisationen und Meinungsführern gemeinsam Lösungen für die globalen Herausforderungen gefunden werden können. Dazu zählen die Bereitstellung von gesunden Nahrungsmitteln für alle Menschen auf der Welt, die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen sowie der Schutz von Leben und Umwelt. Weitere Informationen zu DuPont und Inclusive Innovation unter www.dupont.com.

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