Referentin Julia Uptmoor, Leitung Marketingkommunikation bei der Pöppelmann, live bei den Köhler+Partner-Fachpressetagen zum Thema Schäumverfahren in der Automobilindustrie
Foto: Tim Bartl

Werkstoffe

Pöppelmann: Kreislaufkonzepte und Schäumverfahren für die Automobilindustrie

Die Pöppelmann Gruppe setzt auf Eco-Design, Rezyklate, technische Schäumverfahren, Co2-Bilanzen von Rohstoffen und mehr für einen nachhaltigen Kunststoffeinsatz im Automotive-Sektor.

Die Pöppelmann Gruppe setzt auf Eco-Design, um Produkte zu entwickeln, die ökonomische und ökologische Aspekte in Einklang bringen und Kunden einen größtmöglichen Mehrwert bieten - innovative Projekte, wie der Einsatz von Schäumverfahren belegen, dass dies auch für streng regulierte Branchen wie die Automobilindustrie möglich ist. Kunststoff ist in vielen Branchen zum unverzichtbaren Werkstoff geworden. In der Automobilindustrie ist sein Nutzen durch keinen anderen Werkstoff zu überbieten: Kunststoffbauteile reduzieren das Gesamtgewicht von Fahrzeugen, sind langlebig bei geringeren Herstellungskosten, tragen zu mehr Sicherheit bei und bieten gute Designmöglichkeiten und Flexibilität in der Gestaltung. In der Forderung nach mehr Umwelt- und Klimaschutz steht Kunststoff jedoch auch in der Diskussion: Quer durch alle Branchen sind neue Konzepte gefragt, die den Verbrauch reduzieren und fossile Ressourcen schonen. Die Pöppelmann Gruppe aus Lohne zeigt, wie sich dies auch für die Automobilindustrie realisieren lässt.

Schäumverfahren auch in der Automobilindustrie

Dass diese Erfolge auch auf Branchen wie den Automotive-Bereich mit seinen strengen Qualitätsvorgaben übertragbar sind, beweist die Division Pöppelmann K-Tech. Diese hat sich auf die Entwicklung und Serienproduktion hochpräziser technischer Kunststofflösungen spezialisiert und realisiert bereits verschiedene Ansätze für Kunden aus der Automobilbranche, die belegen, wie sich ohne Einbußen von Produktsicherheit und Langlebigkeit mehr Ressourcenschonung erreichen lässt.

Produktsicherheit, Langlebigkeit und Ressourcenschonung: Pöppelmann K-Tech realisiert mit Thermoplastischem Schaumspritzguss (TSG) diverse Serienbauteile für namhafte OEMs, z. B. Batterieboxen.

Austausch des Materials

Bei Pöppelmann K-Tech geschieht dies einerseits durch den Einsatz von Rezyklaten – z. B. PP GF30, PP T20, PA6/PA66 GF 30, PC oder ABS – die anstelle von Neuware eingesetzt werden. Im Geschäftsbereich Pöppelmann K-Tech werden bereits etwa 20 % des gesamten Materialverbrauches durch Rezyklate abgedeckt. Die eingesetzten Rezyklate stammen aus verschiedenen Quellen: neben Rückführungen von Angüssen aus eigenen Produktionsressourcen, externen Zukäufen und aus der hauseigenen Compoundierung. Erklärtes Ziel des Kunststoffspezialisten: Bis zum Jahr 2025 soll die Rezyklatquote im Geschäftsbereich K-Tech 35 % der gesamten Materialeinsatzmenge erreichen. Hier profitiert Pöppelmann von eigenen Materialkompetenzen, denn seit über 40 Jahren setzt die Gruppe Recyclingmaterialien ein. Um Kunden, z. B. aus der Automobilbranche, höchste Verlässlichkeit zu gewährleisten, führte die Unternehmensgruppe verschiedene Grundlagenuntersuchungen durch, stellt Materialdatenblätter für Rezyklate bereit und bietet die Möglichkeit der Durchführung von FEM-Berechnungen, also den Nachweis der Bauteilfunktion, für den Einsatz von Rezyklaten. Bei der Nutzung von Rezyklaten legt die Pöppelmann Gruppe Wert auf eine klare Differenzierung von Post-Industrial-Rezyklat (PIR) und Post-Consumer-Rezyklat (PCR). Sie empfiehlt Kunden, PCR-Materialien vorzuziehen, wenn technisch möglich. Unter PIR versteht man recycelte Produktionsabfälle, wie z. B. Angüsse und Material von Produkten, die noch nicht im Einsatz waren. PCR gewinnt man hingegen durch die Wiederverwertung des Materials eines Produkts nach dessen Nutzung. Ein echter Kreislauf kann also nur mit Rezyklaten entstehen, die aus Post-Consumer-Abfällen, z. B. aus dem Gelben Sack, hergestellt werden, denn nur die Verwendung von PCR reduziert die Menge an Rohstoffen (z. B. Erdöl), die neu gewonnen werden müssen.

Veränderung des Verfahrens

Auch der Einsatz von ressourcenschonenden Produktionsverfahren kommt bei der Pöppelmann Gruppe zum Einsatz. So bietet der Thermoplastische Schaumspritzguss (TSG) im Vergleich zum Kompaktspritzguss ein erhebliches Einsparungspotenzial, bezogen auf das Material und das Gewicht des fertigen Bauteils. Der Kunststoffspezialist setzt hier u. a. das MuCell-Verfahren ein. Bei diesem physikalischen Schäumverfahren werden durch das Einbringen von Treibmittel direkt in die Kunststoffschmelze mikrozellulare Strukturen gebildet. Das macht ein Kunststoff-Bauteil nicht nur sparsamer im Materialeinsatz und deutlich leichter im Gewicht, sondern hat auch funktionelle Vorteile: Die physikalisch geschäumten Formteile weisen eine verbesserte Dimensionsstabilität auf, denn das injizierte Gas sorgt dafür, dass sich das Bauteil kaum verzieht. Pöppelmann K-Tech hat die Kennwerte für die MuCell-Materialien (TSG) im geschäumten Zustand festgelegt und produziert bereits diverse Serienbauteile für namhafte Hersteller im TSG-Verfahren, z. B. Batterieboxen, Halter und Bodenplatten.

Modellrechnung – Einsparmöglichkeiten von bis zu 70 %

Eine Modellrechnung der Spezialisten von Pöppelmann K-Tech zeigt, dass sich mit der Kombination verschiedener Ansätze zu Ressourcenschonung im Automotive-Bereich bis zu 70 % Material einsparen lässt: Eine optimierte Konstruktion macht Einsparungen von 10 bis 30 % möglich, z. B. durch Wandstärkenreduzierung oder Rippenminimierung. Der Wechsel zu einem anderen Material von geringerer Dichte, z. B. von PA GF zu PP GF, spart bis zu 25 % ein. Durch den Einsatz eines anderen Verfahrens, beispielsweise einem Technischen Schäumverfahren wie MuCell (TSG), lassen sich noch einmal 3 bis 15 % einsparen.

Aktuelle Entwicklungsschritte und Pilottests

Die Division Pöppelmann Kapsto, die ihre Schutzelemente aus Kunststoff u. a. an die Automobilindustrie liefert, erprobt aktuell mit einem namhaften OEM eine Rückführung der temporären Schutzabdeckungen für Abgaskrümmer und Gehäuse statt einer Entsorgung nach deren Verwendung. Die Artikel werden nach Nutzung in der Produktion durch Pöppelmann abgeholt, eingemahlen und von einem Partner regranuliert, sodass das Material zur Herstellung neuer Schutzelemente bei Pöppelmann bereitsteht – und der Materialkreislauf auf ein und derselben Wertschöpfungsstufe geschlossen wird. Die Division K-Tech erprobt aktuell die Nutzung von Material, das aus Verpackungsabfällen aus den Dualen Systemen gewonnen wird, zur Produktion von Kunststoffartikeln für die Automobilbranche. PCR-Materialien auf Basis reiner Polypropylene wurden bereits gereinigt und mit 30 % Glasfaser granuliert. Auch Bemusterungen zur Ermittlung von Kennwerten in Kompaktspritzguss und TSG wurden erstellt und auf Basis der Bauteilanforderungen und der Geruchs- und Emissionsanforderungen die geeigneten Bauteile ausgewählt und geprüft. Ein konkretes Projekt mit einem namhaften OEM ist in der Bemusterungsphase und soll 2021 in Serie gehen. Und die Entwicklung geht weiter: In Zukunft will Pöppelmann K-Tech auch Sichtteile aus PCR für den Fahrzeuginnenraum herstellen.

Die Zukunft: CO2-Bilanz von Rohstoffen zur Senkung von Emissionen

Seit der EMAS-Zertifizierung 1996 beschäftigt sich das Unternehmen Pöppelmann intensiv mit den Umweltauswirkungen des Unternehmens, unter anderem mit den CO2-Emissionen. Um dem Klimawandel weiter entgegenzuwirken, wird aktuell wird nach Möglichkeiten geforscht, wie man CO2-Emissionen bezogen auf bestimmte Artikel bilanzieren kann. Voraussetzung sind neben den CO2-spezifischen Daten hinsichtlich des Rohmaterials auch Informationen über den Energieverbrauch der entsprechenden Maschinen.

Der Kunststoffspezialist Pöppelmann ist überzeugt, dass sich mit der beschriebenen Vielzahl an Möglichkeiten und gemeinsamer Anstrengung echte Kreislaufkonzepte für die Automobilbranche realisieren lassen, die sowohl ökologisch und ökonomisch einen Mehrwert bieten.

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