FST Kunstoff-Anteil im Auto
Automobil  Nachhaltigkeit  10.09.2019

High-Tech-Polymere für leichtere Pkw

Wenn auf der IAA in Frankfurt die neuesten Pkw-Modelle als große Stars im Rampenlicht stehen, dann bleibt einem wichtigen Werkstoff nur die Nebenrolle. Doch ohne Kunststoffe würden die Autos reichlich Hüftspeck ansetzen und mehr CO2 emittieren.

Wenn ein übergewichtiger Mensch mit, sagen wir mal, 200 oder gar 300 Kilogramm Körpergewicht auf nur noch 100 Kilo heruntermagert, dann wäre ihm die Anerkennung seiner Umwelt sicher. Bei Kunststoffen im Automobil verhält sich das etwas anders. Ihr Potenzial wird auf Branchen-Events wie der IAA in Frankfurt nur selten diskutiert. Dabei können die High-Tech-Polymere genau das: Nach Berechnungen der Beraterfirma Frost & Sullivan ersetzen – je nach Einsatzbereich – 100 Kilogramm Kunststoff etwa 200 bis 300 Kilo herkömmlicher Werkstoffe wie beispielsweise Stahl. Das kommt der Klimabilanz zugute: Leichtere Autos verbrauchen weniger Kraftstoff und verursachen weniger CO2-Emissionen.

FST Kunstoff-Anteil im Auto

Kunststoff-Anteil im Auto steigt

Kein Wunder also, dass der Kunststoffanteil im Auto im letzten Jahrzehnt kontinuierlich gestiegen ist. Waren vor zehn Jahren in einem Durchschnittsauto noch etwa 100 Kilogramm Kunststoff verbaut, so sind es inzwischen beinahe 120 Kilo. Schließt man Verbundwerkstoffe und verstärkte Kunststoffe mit ein, liegt das Gewicht synthetischer Materialien sogar fast doppelt so hoch. Dabei ist „Kunststoff“ ein Sammelbegriff für eine Vielfalt an Polymer-Werkstoffen, die sich in die drei Familien der Thermoplaste, der Duroplaste und der Elastomere einordnen lassen.

Elastomere: flexible Alleskönner

Bei Elastomeren handelt es sich um elastisch verformbare Kunststoffe, die nach einer Belastung mehr oder weniger schnell wieder in ihre ursprüngliche Form zurückfinden. Bekannter sind die Elastomere unter der Bezeichnung Gummi und bestehen im Wesentlichen aus Kautschuk. Je nach Rohstoffbasis unterscheidet man zwischen Natur- und Synthesekautschuk wie EPDM. Hinter diesem Kürzel verbirgt sich „Ethylen-Propylendien-Kautschuk“, der zu den bekanntesten synthetischen Ausgangsmaterialien gehört. Großer Vorteil von Synthesekautschuk: Mithilfe der jeweiligen Materialmischung lassen sich die Eigenschaften gezielt beeinflussen. Vor allem kann synthetischer Kautschuk sehr temperatur- und medienbeständig sein und eignet sich daher besonders gut als Werkstoff für Dichtungen im Automobil.

Auch auf der IAA in Frankfurt spielen Elastomere deswegen eine wichtige Rolle, auch wenn sie nicht zu sehen sind. Zu den daraus gefertigten Produkten von Freudenberg Sealing Technologies im Inneren der IAA-Stars zählen beispielsweise Plug&Seal-Lösungen für E-Motoren und Verbrennungsmotoren, Getriebedichtungen, Bälge und Dichtungen für Lenkung und Federung sowie Dichtungen am Einspritzventil.

Kautschuk gibt es auch in einer natürlichen Variante. Der Naturkautschuk wird aus Latex gewonnen, dem Milchsaft aus der Rinde des tropischen Baumes „Hevea brasiliensis“. Er weist eine hohe mechanische Festigkeit auf und eignet sich daher für zahlreiche Produkte zur Schwingungsdämpfung im Automobil, etwa für Motorlager, Federn, Dämpfer und Tilger.


FST Kunstoff-Anteil im Auto

Thermoplaste: Große Freiheit in der Formgebung

Thermoplaste gehören zu den erfolgreichsten Kunststoffen im Auto, weil sie sich im Spritzgussverfahren herstellen lassen und dabei große Freiheiten in der Formgebung erlauben. Thermoplaste sind als einzige Kunststoffart schweißbar, lassen sich außerdem gut kleben und können recycelt werden. Ihr Nachteil liegt in der Temperaturbeständigkeit, denn durch zu starke Erhitzung kann sich das Material zersetzen. Inzwischen wurden jedoch auch thermoplastische Kunststoffe für Bauteile entwickelt, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, etwa für Ansaugkrümmer, Gehäuse von Ölfiltern, Zylinderkopfhauben, Motorabdeckungen und Luftfilter.

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit finden auch zahlreiche Untergruppen der Thermoplaste im Automobil Anwendung, etwa Polyurethan-Schäume. Diese werden zur Ausschäumung der A-, B- und C-Säulen und der Türmodule eingesetzt sowie in Autositzen, im Cockpit und als Softbeschichtung für Bedienelemente. Polycarbonate sind hart, schlagzäh und transparent und eignen sich daher beispielsweise für die Streuscheiben von Autoscheinwerfern, glasartige Dacheinfassungen und Panoramadächer. Polyamide werden häufig mit Glasfasern verstärkt und ersetzen aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit zunehmend Metallbauteile im Auto, etwa Lampengehäuse und Kraftstofftanks. Aufgrund ihrer guten Ölbeständigkeit werden sie zudem für viele Anwendungen im Motorraum eingesetzt.

Duroplaste widerstehen thermomechanischer Belastung

Duroplaste werden aus Kunstharzen hergestellt, denen Zusatzstoffe wie Farbstoffe, Trennmittel, Füll- und Verstärkungsstoffe beigemischt werden. Sie haben eine hohe Steifigkeit und Härte und sind hitzebeständig. Deswegen kommen sie vor allem dort zum Einsatz, wo eine hohe thermomechanische Festigkeit gefordert ist, beispielsweise für Gehäuse von Wasserpumpen, Kabelbahnen oder Reflektoren. Faserverstärkte Duroplaste werden auch für Karosserieteile wie Heckklappen oder Kotflügel verwendet.


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