02.03.2020

Wärmeleitung per Spritzguss

Modulare Mobilitätssysteme weiter gedacht: Das ist der zentrale Gedanke hinter dem neuesten Wurf des renommierten Automobil-Visionärs Rinspeed: dem MetroSnap. Eine der spannendsten Ideen im 26. Concept-Car aus dem schweizerischen Zumikon: Das „hot swap“ genannte, sekundenschnelle Tauschen der Fahrzeug-Aufbauten samt Batterien – fast wie bei einem Boxenstop in der Formel1. In den spritzgegossenen Zellhaltern der modularen und wechselbaren Batteriepacks des MetroSnap, bereitgestellt von Clean Energy Global, Berlin, kommt an entscheidender Stelle der Hochleistungs-Compound KEBABLEND® / TC der BARLOG Plastics GmbH, Overath bei Köln, zum Einsatz. KEBABLEND® / TC überzeugt hier nicht nur kunststoff-typisch als Leichtbauwerkstoff und elektrischer Isolator: Es ist außerdem flammgeschützt und vor allem wärmeleitfähig. Und kosteneffizient auf Standard-Spritzgussanlagen zu verarbeiten – eine einzigartige Kombination die die üblichen Konstruktionswerkstoffe im Automobilbau bisher nicht bieten können.

Damit belegt BARLOG erneut, welche Beiträge der vielseitige Kunststoff-Spritzguss bereits heute zur wirtschaftlichen Konstruktion der Fahrzeuge von morgen leisten kann. KEBABLEND ®  / TC bildet daher gemeinsam mit dem weichmagnetischen, ebenfalls spritzgusstauglichen Werkstoff KEBABLEND ®  / MW den Schwerpunkt der BARLOG-Präsentation auf der diesjährigen Electric & Hybrid Vehicle Technology Expo, Stuttgart. KEBABLEND ®  / MW eignet sich zum Beispiel zur Optimierung der Magnetfeldführung in elektrischen Antrieben.

 

Ein wärmeleitfähiger, flammgeschützter elektrischer Isolator

„Die Fahrzeuge der Zukunft werden ganz neue Anforderungen an die darin eingesetzten Werkstoffe stellen“, erläutert Robert Konnerth, Produktmanager bei BARLOG. „Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen geht es dabei längst nicht mehr nur um ein möglichst geringes Bauteilgewicht, für die Reichweitenmaximierung oder den erleichterten Wechsel eines austauschbaren Akkumoduls. Sondern im konkreten Fall auch um eine effiziente Wärmeabfuhr, einen ausgezeichneten Flammschutz und eine gezielte elektrische Isolation. Alles natürlich kombiniert mit hohen mechanischen Belastbarkeiten über einen weiten Temperaturbereich.“

„Aber dies alles muss sich auch in einem kostengünstigen, schnellen Verfahren ans Ziel bringen lassen“, so Konnerth. Zum Beispiel per Spritzguss, einem ausgesprochen wirtschaftlichen Kunststoff-Verarbeitungsverfahren, das außerdem den Vorteil einer hohen Funktionsintegration und damit kostengünstigen Montage mit sich bringt. KEBABLEND ®  / TC bildet die ideale Brücke zwischen diesen Anforderungen: Es wurde für den Spritzguss entwickelt, bringt aber gleichzeitig alle nötigen Schlüsseleigenschaften für den Einsatz in Elektroautomobilen mit.

Elektromotoren per Spritzguss?

Auch die weichmagnetischen Compounds der KEBABLEND® / MW Produktreihe machen nicht nur in Motoren für Elektrofahrzeuge einen guten Job, sondern helfen, ein generelles Problem zu lösen: „Leichtere Motoren müssen weniger Energie in die Überwindung ihrer eigenen Massenträgheit stecken. So erreichen sie ihre Spitzenleistung schneller. Das macht KEBABLEND® / MW Compounds zu den idealen Werkstoffen für die Entwicklung von leichten E-Motoren“, erläutert Konnerth.

KEBABLEND® / MW Compounds sind hervorragend dazu geeignet, die Magnetfelder im Rotor von Elektromotoren effektiv zu leiten. Möglich macht das der hohe Gehalt an weichmagnetischen Inhaltsstoffen und die damit erzielbaren, kundenspezifisch maßgeschneiderten magnetischen Eigenschaften. In spritzgegossenen Rotoren bietet BARLOG mit seinen magnetischen Kunststoffen damit, im Vergleich zu herkömmlichen metallischen Werkstoffen, eine effiziente Lösung für die Konzeption von leichten E-Motoren.

„Im Vergleich etwa zu gesinterten Weichmagneten, überzeugen die spritzgegossenen Produkte mit einer ausgezeichneten Designfreiheit sowie überlegenen mechanischen Eigenschaften.“ So lassen sich zum Beispiel problemlos Nuten formen, die weitere Motorkomponenten spielfrei aufnehmen.

„Andere KEBABLEND® / MW Varianten erleichtern die kontaktlose Energieübertragung und erlauben die effektive Abschirmung von elektromagnetischen Feldern (Stichwort: EMV-gerechte Bauteilauslegung).“ Auch dies ist eine wichtige Anforderung, die nicht nur Elektrofahrzeuge,
sondern alle Fahrzeuge mit einer fortschrittlichen Sensorik an Bord schon heute stellen.

Brennstoffzelle am Horizont

Auch zu einem vieldiskutierten Konkurrenten zur Batterie hat man bei BARLOG bereits erste Überlegungen angestellt: zur Brennstoffzelle. Auch hier wird man ähnliche Anforderungen wie an Akku-Bauteile stellen müssen, jedoch kommen weitere hinzu: „Für Brennstoffzellen braucht man zum Beispiel extrem hoch leitende Werkstoffe, außerdem sind außerordentlich hohe Reinheiten gefordert“, so Konnerth. „Beides haben wir im Auge. Derzeit sind wir mit Hochdruck dabei, alle wichtigen Anforderungen zu identifizieren, um mittelfristig auch für den Spritzguss von Brennstoffzellen-Komponenten die optimalen Polymerwerkstoffe bereitstellen zu können. Wir sind sicher, dass wir als versierter Compound-Entwickler auch hier Impulse setzen werden.“

Dabei werden alle BARLOG Compounds jeweils im Detail auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten. „Hierbei wie auch bei der Entwicklung von Bauteilen aus unseren KEBABLEND® Compounds unterstützen wir den Kunden von der Idee, über die nötigen Simulationen, etwa der Magnetflussdichte, bis hin zur Prototypfertigung und der Begleitung des Serienanlaufs“, so Konnerth.