Gleich drei neue Hochleistungs-Compound-Familien für die Konstruktion effizienterer Elektro-Fahrzeuge und autonom fahrender Automobile stellt die Barlog Plastics GmbH, Overath, auf der diesjährigen PIAE-Tagung in Mannheim vor. Dabei handelt es sich […]
Barlog-Materialien bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Automobilbau. (Abb.: de.depositphotos.com)
Gleich drei neue Hochleistungs-Compound-Familien für die Konstruktion effizienterer Elektro-Fahrzeuge und autonom fahrender Automobile stellt die Barlog Plastics GmbH, Overath, auf der diesjährigen PIAE-Tagung in Mannheim vor. Dabei handelt es sich um Kebablend EC für die Produktion elektrisch leitfähiger Bauteile etwa zur elektromagnetischen Abschirmung von Sensoren, Kebablend M bzw. MW für die Herstellung hart- und weichmagnetischer Bauteile zum Beispiel für die kontaktlose Energieübertragung, und Kebablend TC: wärmeleitfähige Kunststoffe für das Wärmemanagement, das etwa im direkten Umfeld von leistungsfähigen Batterien und Elektromotoren gefragt ist.
Alle drei Compound-Familien sind für das Spritzgießverfahren entwickelt, was die Montage diverser funktioneller Einleger oder Folien überflüssig macht. Damit verbessern sie die Schlüsseleigenschaften moderner Fahrzeug-Komponenten.
Leitfähige Gehäuse mit elektrischer Abschirmung
Robert Konnerth, Produktmanager der Barlog Gruppe. (Foto: Barlog)
„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.“
Ein Beispiel für die neuen Aufgaben, vor die Automobil-Ingenieure derzeit gestellt werden ist die elektromagnetische Abschirmung elektronischer Komponenten in selbstfahrenden Fahrzeugen. Barlog bietet dafür mit Kebablend EC eine Lösung. „Autonom fahrende Wagen müssen mit einer ganzen Reihe von Sensoren, u.a. 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 u. a. 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 lassen sich per Spritzgießen leitfähige Gehäuse in einem Schuss produzieren, die auch ohne schweren Einleger eine gute Abschirmung bieten. Diese ist abhängig von der Frequenz der Störstrahlung und variiert zudem je nach verwendetem Polymerwerkstoff und der Additivierung. Mit Kebablend EC sind – geprüft nach ASTM 4935 – je nach Frequenz Schirmdämpfungen im Bereich von bis zu 40 bis 70 dB möglich.
Kontaktlose Energieübertragung
Kebablend M und Kebablend MW von Barlog sind dagegen für die Herstellung spritzgegossener, weich- bzw. hartmagnetischer Bauteile geeignet. Hauptanwendungsgebiet insbesondere der weichmagnetischen MW-Compounds dürfte das induktive Laden sein. Kebablend MW-Compounds wurden insbesondere für das Spritzgießen magnetisch optimierter Bauteile mit einer frequenzabhängigen Permeabilitätszahl von bis zu 100 entwickelt, die unter anderem eine gute Magnetfeldführung bieten – wichtig zur Steigerung des Wirkungsgrads beim Ladevorgang. Zugleich werden durch die magnetischen Abschirmungseigenschaften der Compounds benachbarte Komponenten besser vor Überhitzung geschützt.
Mit Kebablend MW lässt sich der Ladestrom beim induktiven Laden effektiv übertragen; spritzgegossene Bauteile bringen hier bis zu 10 % Effizienzsteigerung. Das Spritzgießverfahren macht zudem die aufwändige Montage weichmagnetischer, ferritischer Einleger in die Gehäuse überflüssig.
Kebablend M dagegen eignet sich zum Beispiel 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 Spritzgießens ausschöpfen sollen: Kebablend M macht unter anderem die umständliche Montage gesinterter Magnete überflüssig.
Die Mitglieder der Kebablend M- bzw. MW-Familien unterscheiden sich unter anderem durch das herangezogene Trägerpolymer (je nach Kundenanforderung) sowie die Natur ihrer Füllstoffe, bei denen es sich sowohl um weichmagnetische Ferrite (Kebablend MW) oder leistungsfähige Magnetwerkstoffe wie etwa Seltenerd-Compounds handeln kann (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.“
Gutes Wärmemanagement und geringes Gewicht
Bei Kebablend TC handelt es sich um wärmeleitfähige Compounds, die dazu beitragen können, die Abwärme von Batterien oder elektrischen Antriebsaggregaten auf geringem Bauraum effektiv 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.
Dank durchdachter Additivierung leiten Kebablend TC-Blends von Barlog je nach Basispolymer (z. B. PA, PBT, PPS, EBA) und Füllstoff die Wärme um ein Vielfaches besser als nicht darauf optimierte Kunststoffe. Zugleich sind auch sie dem Spritzgießverfahren zugänglich, so dass sich mit ihrer Hilfe auch Bauteile mit komplexen Geometrien ausgesprochen wirtschaftlich produzieren lassen. Je nach Additiv – Metall, Kohlenstoff-Verbindungen oder Minerale – eignen sich die Kebablend TC-Blends von Barlog sowohl für die Herstellung elektrisch leitfähiger als auch isolierender Produkte.
Weitere Barlog-Compounds, die aktuellen Trends in der Automobilbranche unterstützen, sind Kebatron PPS für Anwendungen, die hohe mechanische Anforderungen an das Bauteil stellen und zudem eine gute Medienbeständigkeit fordern – etwa für die Konstruktion von Brennstoffzellen. Oder Keballoy 3D für wirtschaftliche 3D-Effektlackierungen ab Stückzahl Eins und Kebaform C XFA für die Entwicklung emissionsarmer POM-Bauteile.
