Covestro: Thermoplastische Verbundwerkstoffe im Fahrzeugexterior

17.09.2019

Mit der unidirektionalen Carbonfaseroptik und der hochwertigen Oberfläche durch die Polycarbonat-Matrix bieten die endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffe aus dem Maezio- Angebot von Covestro, Leverkusen, die Möglichkeit für besondere Erscheinungsbilder. Ein Beispiel dafür sind die neu gestalteten Räder der vollelektrischen SUVs ES8 und ES6 des chinesischen Elektrofahrzeug-Startups NIO. Auf der K 2019 zeigt Covestro Felgeneinsätze aus dem Werkstoff.

Neue Ästhetik und verbesserte Aerodynamik

Für die neu gestalteten Räder der vollelektrischen SUVs ES8 und ES6 verwendet das chinesische Elektrofahrzeug-Startup NIO thermoplastische Verbundwerkstoffe der Marke Maezio. (Foto: NIO)

Für die neu gestalteten Räder der vollelektrischen SUVs ES8 und ES6 verwendet das chinesische Elektrofahrzeug-Startup NIO thermoplastische Verbundwerkstoffe der Marke Maezio. (Foto: NIO)

Die Räder verfügen über Felgen aus Aluminium mit optionalen Einsätzen aus carbonfaserbasierten Composites, die dem Fahrzeug ein hochwertiges, ästhetisches und leichtes Aussehen verleihen und dabei die Aerodynamik verbessern sollen. Die Maezio-Verbundwerkstoffe tragen dazu mit einer Kombination aus speziellem Aussehen durch unidirektionale Faseroptik und eine große Bandbreite von Verarbeitungsmöglichkeiten bei.

„Die Maezio-Verbundwerkstoffe sind deshalb so einzigartig, weil sie die Verbindung von Ästhetik mit Carbonfasern neu definieren“, sagt Yanbing Wang, Senior CMF Designer bei NIO. „Mit den unidirektionalen Fasersträngen, die mich an die fließenden Formen der Felsen im amerikanischen Antelope Canyon erinnern, weisen sie in eine neue ästhetische Richtung. Es fühlt sich dynamisch an, voller Energie.“

Mit ihrem besonderen Aussehen durch die unidirektionale Carbonfaseroptik tragen Maezio-Verbundwerkstoffe zur Ästhetik bei. (Foto: NIO)

Mit ihrem besonderen Aussehen durch die unidirektionale Carbonfaseroptik tragen Maezio-Verbundwerkstoffe zur Ästhetik bei. (Foto: NIO)

Um eine gute Ästhetik zu erreichen, ist die Wahl des Polymersystems entscheidend. Polycarbonate punkten mit hoher Oberflächenqualität und Leistung. Außerdem sind polycarbonatbasierte Verbundwerkstoffe mit einer großen Bandbreite von Beschichtungs- und Dekorationsverfahren kompatibel, so dass besondere Oberflächen gestaltet werden können. Dadurch kann ein matter Klarlack für die Felgen entwickelt werden, bei dem nicht nur die Ästhetik der unidirektionalen Fasern unverändert bleibt, sondern auch der erforderliche Schutz geboten wird. Die Räder sind der Berührungspunkt zwischen Fahrzeug und Straße und müssen daher fehlerfrei arbeiten.

Hohe Ansprüche

Aufgrund der starken Umweltbelastungen, denen Fahrzeuge ausgesetzt sind, sind die Anforderungen an ihr Äußeres sehr anspruchsvoll. Die Bauteile müssen besonders kratz- und wetterfest sowie beständig gegenüber Chemikalien und Alterung sein. Die Felgeneinsätze müssen darüber hinaus wegen der hohen Temperaturen beim Bremsen auch besonders hitzebeständig sein. Die äußeren Bauteile von Kraftfahrzeugen sollen auch nach Jahren des Gebrauchs nicht nur gut aussehen, sondern auch unter schwierigen Bedingungen täglich Leistung erbringen.

Kombiniert mit dem Beschichtungssystem haben die Felgen aus Verbundwerkstoffen strenge Sicherheits- und Leistungsanforderungen bestanden, z. B. Aufprall, Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und Wetterfestigkeit. Das Polycarbonat Makrolon, das die Grundlage von Maezio ist, weist eine gute thermische Stabilität auf, so dass der Felgeneinsatz für durch Bremsen verursachte Temperaturen von bis zu 150 °C beständig ist.

Nahtlose Integration

Damit Verbundwerkstoffe im Automobilbereich weitreichender eingesetzt werden, müssen sie problemlos in ein Multi-Werkstoffsystem integriert werden können. Dank ihres thermoplastischen Matrixsystems können Maezio-Verbundwerkstoffe bei der Verarbeitung einfach mit funktionellen Bauteilen verbunden werden, etwa durch Hinterspritzen. Die Felgeneinsätze werden mit den Aluminiumspeichen des Rades durch hinterspritzte Schraubennaben aus Polycarbonaten verbunden. Der Werkstoff macht die Verbindung der beiden Teile sicher und einfach.

Zweites Leben

Automobilhersteller stehen unter dem Druck, ihre Fahrzeuge weniger umweltbelastend herstellen zu müssen. Elektrofahrzeuge haben dabei einen weiten Vorsprung und es ist daher ganz natürlich, dass ihre Hersteller nach Werkstoffen suchen, die einfach in den Stoffkreislauf integriert werden können.

Maezio-Verbundwerkstoffe können am Ende ihrer Lebensdauer zerschnitten und eingeschmolzen oder zu kurzfaserigen Verbindungen zermahlen und wieder im Spritzgießen verwendet werden, was sie zu nachhaltigen Werkstoffen für Hersteller von Elektrofahrzeugen macht, die damit ihre Umweltbilanz verbessern können.

„Mit diesem Durchbruch haben wir bewiesen, dass Maezio-Verbundwerkstoffe eine technische und wirtschaftliche Werkstofflösung bei Automobil-Außenanwendungen sind“, so Lisa Ketelsen, Leiterin des Covestro-Bereichs thermoplastische Verbundwerkstoffe. „Das Ergebnis ist eine neu definierte ästhetische Ausrichtung und ein Maßstab für thermoplastische Verbundwerkstoffe im Automobilbereich. Wir freuen uns darauf, die Automobilindustrie durch die Vorteile dieser Materialien beim Erreichen neuer Gipfel zu unterstützen.“

www.covestro.com

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