Gleich drei neue Compound-Familien für die Konstruktion noch effizienterer Elektro- und autonom fahrender Fahrzeuge stellt Barlog Plastics auf der diesjährigen PIAE-Tagung in Mannheim vor. Dabei handelt es sich um:
Kebablend EC für die wirtschaftliche Produktion elektrisch leitfähiger Bauteile etwa zur elektromagnetischen Abschirmung von Sensoren
Kebablend M bzw. MW für die kostengünstige Herstellung hart- und weichmagnetischer Bauteile zum Beispiel für die kontaktlose Energieübertragung
Kebablend TC: wärmeleitfähige Kunststoffe für das effiziente Wärmemanagement, das etwa im direkten Umfeld von leistungsfähigen Batterien und Elektromotoren gefragt ist
Alle drei Compound-Familien sind für das wirtschaftliche Spritzgussverfahren optimiert und helfen damit, im Vergleich zu marktgängigen Produktionsverfahren kostenaufwändige Arbeitsschritte einzusparen. Zum Beispiel, indem sie diverse funktionelle Einleger und Folien sowie deren Montage überflüssig machen. Sie senken nicht nur die Kosten, verbessern auch die Schlüsseleigenschaften von Fahrzeugkomponenten. Damit passen sich die neuen Kebablend EC-, Kebablend M/MW- und Kebablend TC-Compounds in das Barlog-Produktspektrum, das in Zusammenarbeit mit den Kunden stetig weiter optimiert wird – bis hin zur Entwicklung maßgeschneiderter Typen für hochspezialisierte Anwendungen.
Der Trend geht zu maßgeschneiderten Polywerkstoffen
„Als versierter Anbieter innovativer Hochleistungs-Compounds haben wir natürlich immer ein Ohr für die Herausforderungen, vor denen unsere Kunden stehen. Und bekommen wichtige Entwicklungen im Markt zeitnah mit“, sagt Robert Konnerth, Produktmanager bei Barlog. „So konnten wir bereits früh mit entsprechend maßgeschneiderten Polymerwerkstoffen auf die aktuellen Trends in Sachen Elektromobilität und autonomer Fahrzeuge reagieren. Unsere Botschaft ist: Manche Aufgabe, die man heute zum Beispiel über die aufwendige Montage schwerer metallischer oder magnetischer Einleger erledigt, ist per Spritzguss deutlich einfacher und vor allem kostengünstiger zu lösen.“
Anwendungsbeispiele der verschiedenen neuen Compounds von Barlog in Elektro- und autonomen Fahrzeugen
Ein Beispiel für die neuen Aufgaben, vor die Automobil-Ingenieure derzeit gestellt werden: die elektromagnetische Abschirmung elektronischer Komponenten in selbstfahrenden Fahrzeugen sicherzustellen. Die Lösung von Barlog: Kebablend EC. „Autonom fahrende Wagen müssen mit einer Reihe von Sensoren, unter anderem Radarsystemen, ausgestattet sein, die die Bordelektronik stetig über die aktuelle Verkehrssituation informieren. Diese Sensoren, wie auch die Elektronik dahinter, müssen aber jeweils vor elektromagnetischer ‚Streustrahlung‘ geschützt werden. Bei Elektrofahrzeugen kommen unter anderem noch erhebliche weitere Einflüsse durch den Antriebsstrang und hohe Feldstärken beim Ladevorgang hinzu“, erläutert Konnerth. Aktuelle Lösungen: schwere metallische Abschirmkörper, die in die Sensorgehäuse eingelegt werden. Oder gar das nachträgliche Bedampfen der Gehäusekomponenten. Mit Kebablend EC geht das einfacher: Mit diesem Compound lassen sich per Spritzguss in einem Schuss leitfähige Gehäuse produzieren, die sich auch ohne schweren Einleger durch ausgezeichnete Abschirmungseigenschaften auszeichnen. Diese sind, wie bei jedem einschlägigen Werkstoff, abhängig von der Frequenz der Störstrahlung und variieren zudem je nach verwendetem Polymerwerkstoff und Additivierung. Mit Kebablend EC sind je nach Frequenz Schirmdämpfungen im Bereich von bis zu 40 bis 70 dB möglich (geprüft nach ASTM 4935).
Kebablend M und Kebablend MW von Barlog sind dagegen die Lösung für die Herstellung spritzgegossener, weich- bzw. hartmagnetischer Bauteile. Hauptanwendungsgebiet insbesondere der weichmagnetischen MW-Compounds dürfte das Induktive Laden sein. Kebablend MW-Compounds wurden insbesondere entwickelt für den Spritzguss magnetisch optimierter Bauteile mit einer frequenzabhängigen Permeabilitätszahl von bis zu 100. Diese zeichnen sich unter anderem durch eine Magnetfeldführung aus, welche wichtig zur Steigerung des Wirkungsgrads beim Ladevorgang ist. Zugleich werden durch die magnetischen Abschirmungseigenschaften der Compounds benachbarte Komponenten besser vor Überhitzung geschützt.
Mit Kebablend MW lässt sich der Ladestrom beim Induktiven Laden effizient übertragen: hier können spritzgegossene Kebablend MW-Compounds für eine Effizienzsteigerungen um bis zu 10 % sorgen. Die Produktivität des Spritzgussverfahrens trägt auch dazu bei, die Fertigung entsprechender Produkte wirtschaftlicher zu gestalten. So entfällt zum Beispiel die umständliche Montage weichmagnetischer, ferritischer Einleger in die Gehäuse.
Kebablend M dagegen eignet sich beispielsweise für den Einsatz in Sensoren (etwa Drehzahlmessern) oder elektrischen Antrieben. Ein weiteres, vielversprechendes Einsatzgebiet ist die Herstellung spritzgegossener magnetischer Positionierungshilfen, die sich durch hohe Haltekräfte auszeichnen, aber dennoch alle Potenziale des Spritzgusses ausschöpfen sollen: Kebablend M macht unter anderem die umständliche Montage gesinterter Magneten überflüssig.
Die Mitglieder der Kebablend M- bzw. MW-Familien unterscheiden sich unter anderem in zwei Sachen:
das herangezogene Trägerpolymer (je nach Kundenanforderung)
die Natur ihrer Füllstoffe: weichmagnetische Ferrite (Kebablend MW) oder Magnetwerkstoffe wie Seltenerd-Compounds (Kebablend M)
„Die Vorteile der Spritzguss-Verarbeitung, speziell des sogenannten inmould magnetizings, machen Kebablend M-Compounds zur ersten Wahl für die effektive Herstellung magnetischer Bauteile“, so Robert Konnerth. „Sie stehen also für hohe Gestaltungsfreiheit und Funktionsintegration, die optimale Nutzung knappen Bauraums, einen geringen Montageaufwand sowie die Minimierung der Bauteilanzahl.“
Bei Kebablend TC handelt es sich um wärmeleitfähige Compounds, die dazu beitragen können, die Abwärme von Batterien oder elektrischen Antriebsaggregaten auf geringstem Bauraum abzuleiten. „Zwar sind metallische Werkstoffe in dieser Disziplin nach wie vor ungeschlagen, aber eben auch schwer, so dass sich ihr verstärkter Einsatz in Elektrofahrzeugen auf die Batterie-Reichweite auswirken würde“, erläutert Barlog-Spezialist Robert Konnerth.
Auf Grund der Additivierung leiten Kebablend TC-Blends, je nach Basispolymer (z.B. PA, PBT, PPS, EBA) und Füllstoff, die Wärme besser als nicht darauf optimierte Kunststoffe. Zugleich sind auch sie dem Spritzgussverfahren zugänglich. Dadurch lassen sich mit ihrer Hilfe Bauteile mit komplexen Geometrien wirtschaftlich produzieren. Je nach Additiv (Metallen, Kohlenstoff-Verbindungen oder Mineralen) eignen sich die Kebablend TC-Blends sowohl für die Herstellung elektrisch leitfähiger als auch isolierender Produkte.
Noch mehr Werkstoffe für Trends in der Automobilbranche
Weitere Barlog-Compounds, die aktuelle Trends in der Automobilbranche unterstützen, sind:
Kebatron PPS für Anwendungen, die höchste mechanische Anforderungen an das Bauteil stellen und zudem eine hervorragende Medienbeständigkeit fordern – etwa für die Konstruktion von Brennstoffzellen
Keballoy 3D für wirtschaftliche 3D-Effektlackierungen ab Stückzahl Eins
Kebaform C XFA für die Entwicklung emissionsarmer POM-Bauteile
Auch diese Compounds stehen damit für die Barlog-Kompetenz: hochspezialisierte hightech-Werkstoffe, individuell zugeschnitten auf die Bedürfnisse der Kunden.
