BASF: PPA mit Karbonfaserverstärkung kann Aluminium und Magnesium ersetzen

12.03.2021

Die BASF, Ludwigshafen, erweitert jetzt ihr Polyphthalamid-Portfolio Ultramid Advanced (PPA) um karbonfaserverstärkte Typen mit Füllungen von 20, 30 und 40 %. Die neuen Materialien eignen sich für sehr leichte Bauteile, können Aluminium und Magnesium ohne Verlust an Steifigkeit und Festigkeit sicher ersetzen und sind elektrisch leitfähig.

Die karbonfaserverstärkten PPA-Typen eignen sich für extrem leichte Bauteile und können Aluminium und Magnesium ohne Verlust an Steifigkeit und Festigkeit sicher ersetzen. (Foto: BASF)

Die karbonfaserverstärkten PPA-Typen eignen sich für extrem leichte Bauteile und können Aluminium und Magnesium ohne Verlust an Steifigkeit und Festigkeit sicher ersetzen. (Foto: BASF)

Die neuen Typen kombinieren diese Eigenschaften mit den Vorteilen von Ultramid Advanced N (PA9T) und bieten damit hohe Dimensionsstabilität durch geringe Wasseraufnahme, gute chemische und Hydrolyse-Beständigkeit sowie gute Festigkeit und ein hohes Zugmodul. Die Werkstoffe können für die Herstellung von Automobil-Strukturteilen in Karosserie, Fahrwerk und Antriebsstrang, für Pumpen, Lüfter, Getriebe und Kompressoren in industriellen Anwendungen sowie für stabile und ultraleichte Bauteile in der Unterhaltungselektronik verwendet werden. Mit diesem Angebot ergänzt die BASF ihr PPA-Portfolio von mehr als 50 bereits auf dem Markt erhältlichen Typen.

Die mechanischen Eigenschaften der neuen karbonfaserverstärkten PPA-Typen lassen sich durch die Wahl und den Gehalt der Karbonfasern sowie durch die Additivierungstechnologie anpassen. Ultramid Advanced N3HC8 mit 40 % Karbonfasern zeigt bei 80 °C (konditioniert) eine bessere Festigkeit und ein höheres Zugmodul als Magnesium oder Aluminium. „Unsere neuen PPA-Compounds mit Karbonfasern sind der ideale Metallersatz”, sagt Michael Pilarski vom PPA-Business-Management der BASF. „Und das nicht nur, was die Materialeigenschaften betrifft. In letzter Zeit haben wir Sicherheitsprobleme bei den Magnesiumproduzenten in verschiedenen Ländern erlebt, was die Versorgung ziemlich unvorhersehbar macht. Die Herstellung von Teilen aus Magnesium oder Aluminium erfordert auch zusätzliche Nachbearbeitung und Werkzeuge, was die Systemkosten erhöht. Angesichts der möglichen Gewichtsreduzierung um 25 bis 30 % mit unseren neuen PPA-Typen können wir eine sichere, kostengünstige und leistungsstarke Alternative für Bauteile anbieten, die bisher aus Metall gefertigt werden.“

Zusammen mit dem Simulationstool Ultrasim der BASF, mit dem das Bauteilverhalten genau bestimmt und die Werkzeuggeometrie verbessert werden kann, tragen die Ultramid Advanced CF-Typen zur Funktionsintegration und Gewichtsreduktion in unterschiedlichen Industrien bei: in Autos mit Elektro- oder Brennstoffzellenantrieb kann die Reichweite durch leichtere Motoren- oder Strukturbauteile verbessert werden; leichte, dünnwandige Präzisionsbauteile in der Unterhaltungselektronik profitieren von der hohen Steifigkeit und Festigkeit, der Dimensionsstabilität sowie dem geringen Gewicht und der guten Verarbeitbarkeit der neuen PPA-Materialien. Aufgrund der guten Dimenssionsstabilität sowie der hohen Chemikalien-, Temperatur- und Abriebbeständigkeit der neuen CF-Typen können hochbelastete und langlebige Maschinenbauteile wie Zahnräder und Pumpen hergestellt werden.

Die karbonfaserverstärkten PPA-Compounds weisen auch ein geringeres Gewicht und einen höheren Zugmodul auf als glasfaserverstärkte Polyamide mit ähnlichen Verstärkungen. PPA-Typen, die mit 20 % Karbonfasern verstärkt sind, sind etwa 20 % leichter als PA 6 oder PA 66, die mit 50 % Glasfasern gefüllt sind. Die Zugfestigkeit eines 20 % karbonfaserverstärkten Ultramid Advanced-Compounds ist entweder besser oder genauso gut wie bei einem glasfaserverstärkten Polyamid, das mit 50 % gefüllt ist – und das bei einer besseren Verarbeitbarkeit.

Ultramid Advanced N3HC8 ist auch sehr stabil gegen Alterung bei hohen Temperaturen: Es behält nahezu 100 % seines Zugmoduls nach einer Wärmealterung bei 120 °C für 5.000 Stunden oder bei 150 °C für 3.000 Stunden bei.

www.ppa.basf.com
www.plastics.basf.de

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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