Nachhaltigere Kunststoffe im Automobilbau: Das treibt ihre Entwicklung voran

• Sumika und Hexagon reduzieren den Kohlenstoffanteil in Kunststoffen um 60 % für neue nachhaltigere Fahrzeuge
• Digitalisierte mechanische und ökologische Leistungsfähigkeit von recycelten kurzglasfaserverstärkten PP-Verbindungen (Polypropylen) unterstützt den Übergang zu nachhaltigeren Fahrzeugen

Hexagon Manufacturing Intelligence und Sumika Polymer Compounds Europe (SPC Europe), ein Hersteller thermoplastischer Kunststoffe, arbeiten zusammen. Sie wollen die Leistung neuer nachhaltiger thermoplastischer Kunststoffe (PP) für die Automobilindustrie digitalisieren. Somit können Ingenieure Bauteile entwickeln, die recycelbarer sind und eine geringere Kohlenstoffbilanz für zukünftige Fahrzeuge ermöglichen.

Die Materialien Thermofil HP aus Kurzglasfaser-Polypropylen (GF-PP) und Thermofil Circle aus rezykliertem Polypropylen (GF-rPP) von Sumika Polymer Compounds profitieren von nachhaltigen Herstellungs- und Recyclingverfahre. Sie bieten den Automobilherstellern eine Leistungsfähigkeit, die mit der von herkömmlichen technischen Kunststoffen vergleichbar ist. Dabei können sie jedoch mit einer bis zu 60 Prozent geringeren Kohlenstoffbilanz aufwarten. Ein wachsender Anteil der heutigen PP-Kunststoffe wird im Vergleich zu Polyamiden (PA) zurückgewonnen und recycelt, von denen bis zu 70 Prozent in Abfall-zu-Energie-Initiativen verwendet werden oder auf Deponien landen, aber es gibt noch erheblichen Verbesserungsbedarf. Diese neuen recycelten thermoplastischen Kunststoffe von Sumika sind für die Kreislaufwirtschaft konzipiert und tragen zur Reduzierung von Kunststoffabfällen am Ende der Lebensdauer von Fahrzeugen bei.

Recycelte Kunststoffe von Sumika für die Kreislaufwirtschaft konzipiert

Plastik kann bis zu 20 Prozent des Gesamtgewichts eines Autos ausmachen. Die Anwendung der Kunststoffe nimmt zudem mit dem fortschreitenden Ersatz von Metallen zu. Die Umstellung der Automobilindustrie auf E-Mobilität hat den Bedarf an Leichtbauteilen erhöht. Somit wird die Energieeffizienz von Fahrzeugen maximiert und das beträchtliche Gewicht von Akkupacks verringert. Aber auch ihre Umweltverträglichkeit während des gesamten Lebenszyklus müssen die Produktentwicklungsteams berücksichtigen.

„Begrenzte Daten zum Materialverhalten behindern nachhaltige Innovationen im Bereich der E-Mobilität, da die Automobilingenieurteams nicht in der Lage waren, neue Materialien den strengen virtuellen Haltbarkeits- und Sicherheitstests zu unterziehen, die für die Zulassung im Automobilbereich erforderlich sind“, sagte Guillaume Boisot, Leiter des Center of Excellence Material bei Hexagon. „Unsere einzigartige Multiskalen-Materialmodellierungstechnologie beschleunigt die Einführung der bahnbrechenden recycelten Materialien von SPC Europe, indem sie es Produktentwicklungsteams ermöglicht, Bauteile präzise zu simulieren und den etablierten Tests und Validierungen in der Automobilindustrie zu unterziehen.“

Eignung thermoplastischer Kunststoffe in neuen Designs bewerten

Das Ergebnis der Kooperation und der langfristigen Partnerschaft zwischen den Unternehmen sind wichtige technische Daten. Sie bieten Produktentwicklungsteams die Möglichkeit, die Eignung von thermoplastischen Kunststoffen in neuen Designs zu bewerten. Durch das Ersetzen herkömmlicher technischer Kunststoffe lassen sich somit nachhaltigere Fahrzeuge herstellen.

„Unsere Thermofil kurzglasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffe bieten eine gleichwertige Leistung wie herkömmliche technische Kunststoffe und gleichzeitig einen viel geringeren CO2-Fußabdruck. Das macht sie sehr gut geeignet, um die Designherausforderungen zu erfüllen, die eine nachhaltige E-Mobilität mit sich bringt“, sagte Bruno Pendélio, Marketingmanager für SPC Europe. „Durch die Kombination unserer Anstrengungen mit Hexagon können wir den Wettlauf zur Klimaneutralität unterstützen, indem wir die Automobilbauteile unserer Kunden weiter gewichten und physische Materialprüfungen und Prototypenbau reduzieren.“

Genaue Analysen mit etablierten Engineering-Workflows

Hexagon führte zusammen mit SPC Europe ein detailliertes und strenges Test- und physikalisches Validierungsprogramm durch. So sind hochpräzise mehrskalen-basierte Verhaltensmodelle für seine Thermofil HP-Typen und sein Thermofil Circle-Portfolio an recycelten PP-Typen entstanden. Jede Materialqualität verfügt über ein Modell, das die mechanische und ökologische Leistung der Materialien während des gesamten Lebenszyklus eines Bauteils simuliert. Auf die verschlüsselten unternehmenseigenen Materialmodelle können die Kunden von SPC Europe über die Digimat-Software von Hexagon zugreifen. Digimat ist mit gängigen Softwaretools für Computer-Aided-Engineering (CAE) wie MSC Nastran, Marc und Software von Drittanbietern kompatibel. Die Lösung ermöglicht Ingenieuren, genaue Analysen mit etablierten digitalen Engineering-Workflows durchzuführen.

Weitere Informationen: https://hexagon.com/solutions/material-modelling und http://www.sumikaeurope.com/

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