Metallersatz und Hybridtechnik

Insbesondere die Anforderungen an den Leichtbau, getrieben durch die Entwicklungen im Automobilbereich, haben in den letzten Jahren zu einem deutlichen Anstieg des Einsatzes von alternativen Materialien niedriger Dichte geführt. Die klassischen Faserverbundmaterialien bieten sehr gute gewichtsbezogene Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften, haben aber häufig Nachteile bei Auslegung, Zykluszeiten und Kosten. Die Kombination aus geometrisch komplexen Bauteilen mit höchsten mechanischen Anforderungen und wirtschaftlicher Produktion in grosser Stückzahl ist nach wie vor schwierig zu erfüllen.

Hybridbauteile kombinieren unterschiedliche Materialien (und Prozesse) und können so Eigenschaften generieren, die mit einem Material alleine nicht erreichbar sind. Andererseits entstehen – gerade durch diese Kombination – auch wieder neue Herausforderungen im Einsatz und in der Herstellung. Das Referat soll anhand konkreter Beispiel aufzeigen, welches Potential die Hybridtechnik bietet, und worauf beim Einsatz konkret geachtet werden muss.

Kurz CV

Gion A. Barandun leitet den Fachbereich Faserverbundtechnik / Leichtbau am IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung der HSR Hochschule für Technik Rapperswil. In der angewandten Forschung und Entwicklung entstehen zusammen mit Partnern aus der Industrie innovative, praxisbezogene Lösungen – von der Idee bis zur Umsetzung.

Gion A. Barandun studierte an der ETH Zürich Maschinenbau und setzt sich seitdem mit Leichtbaulösungen, insbesondere im Bereich der Faserverbundtechnik, auseinander.

Im Vortrag wird aufgezeigt, wie Projekte erfolgreich umgesetzt werden und wie das Potential dieser "Metallersatzpolymere" optimal ausgeschöpft werden kann.

Die aktuellen Veränderungen in der Autoindustrie erhöhen einmal mehr den Druck auf die Zulieferer, noch kostengünstigere und leichtere Komponenten zu entwickeln. Dort, aber auch in anderen Märkten substituieren Hochleistungspolymere erfolgreich Metalle in etablierten Bereichen oder werden in völlig neuartigen Anwendungen gegenüber Metallen bevorzugt. Neben der zumeist angestrebten Kosten- und Gewichtsreduktion ergeben sich oft interessante, zum Teil unerwartete weitere Vorteile durch den Einsatz dieser Kunststoffe. Zudem müssen aber auch die stetig steigenden Sicherheits- und Qualitätsanforderungen zuverlässig erfüllt werden.

Für eine erfolgreiche Metallsubstitution entscheidend ist die richtige Auswahl der Zielanwendung. Neben der technischen Machbarkeit ist vor allem eine kritische und umfassende Kostenschätzung des Fertigteils wichtig. CAE-Simulationen der Bauteilbelastung und des Fertigungsprozesses helfen frühzeitig, schnell und mit vergleichsweise geringem Aufwand die Realisierbarkeit zu beurteilen. In den meisten Fällen ermöglicht erst die kunststoffgerechte Neukonstruktion und die Integration von weiteren Funktionen oder Anbauteilen eine wirklich innovative, nachhaltige Lösung.

Kurz CV

Christian Kruse hat an der RWTH Aachen Maschinenbau mit Fachrichtung Kunststofftechnik studiert. Anschliessend arbeitete er als Assistent an der ETH Zürich im Bereich Faserverbundbauweisen. Seit 1995 ist Christian Kruse bei der EMS-CHEMIE AG in Domat/Ems tätig und als Abteilungsleiter verantwortlich für die Anwendungstechnik des Unternehmensbereichs EMS-GRIVORY.

CardaFlex®: Flexibel und anwendungsspezifisch 

Individuell und für den Anwendungszweck gestaltete Formteile spielen eine wichtige Rolle in der Geräteindustrie, speziell bei der Herstellung von Haushaltsgeräten. Besonders bei kraftübertragenden Funktionsteilen und Antriebs- oder Steuerelementen müssen die Trägerteile oft anwendungsspezifisch umspritzt werden.

Diese spezifischen Anforderungen können mit dem CardaFlex®-Verfahren erreicht werden. Dabei werden mit hoher Präzision Funktionsgeometrien auf unterschiedliche Stränge gespritzt. Für das Umspritzen kommen grundsätzlich alle thermoplastischen Kunststoffe in Frage und als Trägermaterialien können Stahlbänder, Drahtseile, Textil- oder Chemiefasern verwendet werden.

Als kompetenter Partner in der Entwicklung und Herstellung von Produkten und Baugruppen aus Kunststoff, sorgt SFS intec mit modernen, automatisierten Anlagen für optimale Fertigungsvoraussetzungen. Im Zentrum steht dabei die Beherrschung sämtlicher Prozesse. So sichert beispielsweise das Konzept der prozessintegrierten Automation eine hohe Wirtschaftlichkeit hinsichtlich Herstellung und Montage von CardaFlex®-Lösungen.