Leichtbau mit Waben

In immer mehr Autos finden sich Wabenkerne aus Polypropylen. In Kofferräumen setzt sich der Leichtbau in Sandwichbauweise bereits durch.

Wo es um Leichtbau geht, findet sich auch die Sandwichbauweise mit Wabenkernen. Durch den Einsatz eines leichten Wabenkernmaterials, das zwei dünne Deckschichten auf Abstand hält, kann mit weniger Materialaufwand eine höhere Steifigkeit und Festigkeit erreicht werden als mit nur einem Material in monolithischer Bauweise.

Die Folge sind hohe Gewichtseinsparungen von über 80 %, dazu kommt ein erhebliches Potenzial Einsparung von Materialkosten. Ein Vorteil, den der Fahrzeugbau für sich zu nutzen weiß: So bestehen die Paneele von modernen Lkw-Aufbauten und -Anhängern meist aus einem leichten Kunststoffkern und Decklagen aus faserverstärkten Kunststoffen. Auch die Hersteller von Kfz-Bauteilen entdecken zunehmend diese Leichtbauweise mit Wabenkernen im Sandwich.

Thermhex Waben aus Halle/Saale bietet Automobilherstellern und Teilezulieferern thermoplastische Wabenkerne aus Polypropylen als starkes, aber dennoch flexibles Leichtbaumaterial an. Das Volumengewicht beträgt standardmäßig 80 kg/m³. Für Anwendungen mit geringeren Anforderungen an die Druckfestigkeit ist ein noch leichterer Kern mit einer Dichte von 60 kg/m³ geeignet.

Die Dicke der Wabenkerne beläuft sich auf 3 bis 28 mm – die Zellweiten liegen bei 3 bis 9,6 mm. Die einzelnen Waben verfügen über eine zur Hälfte geschlossene Oberfläche, was im späteren Sandwichelement in Kombination mit verschiedenen Oberflächen-Finishs eine optimale Verbindung zwischen Kern und Decklage ermöglicht. Kleine Zellweiten ermöglichen außerdem eine nahezu perfekte Oberflächenqualität.

Die Wabenplatten entstehen aus einer einzelnen Materialbahn durch thermisches Verformen, einen Faltvorgang und thermisches Verschweißen. Dieser kontinuierliche In-Line-Prozess, in dem auch verschiedene Deckschichten auf den Wabenkern aufgebracht und mit diesem verbunden werden können, ermöglicht eine kosteneffiziente Herstellung der Platten. Dieser automatisierte Produktionsprozess ist wesentlich kosteneffizienter als Verfahren, bei denen jede Lage der Waben erst einzeln von einem Block geschnitten und anschließend laminiert werden muss.

Bei den Thermhex-Kunden werden die Wabenplatten letztlich zu fertigen Bauteilen weiterverarbeitet, indem sie gegebenenfalls noch mit einer besonderen Decklage versehen, umgeformt und zugeschnitten werden.

Ein Kunde von Thermhex ist der Automobilzulieferer DPA Moldados. Das Unternehmen aus Itupeva im brasilianischen Bundesstaat São Paulo entwickelt und fertigt seit über 20 Jahren Formteile für die Innenverkleidung, für Luftkanäle sowie für thermische und akustische Isolierungen.

DPA Moldados wird in den nächsten Jahren sukzessive immer mehr Bauteile in Form der Sandwichbauweise mit Wabenkern herstellen. Seit Mai 2017 verwenden die Brasilianer die schwarze Variante des Polypropylen-Wabenkerns von Thermhex. Er löste die zuvor verwendeten Kernmaterialien anderer Produzenten ab. Eingesetzt werden die Waben im Sandwichverbund für den Kofferraumboden im Hyundai Creta ix25. Um den Wabenkern herum werden vorgewärmte Glasfaser- und Polypropylen-Deckschichten positioniert, um anschließend alle einzelnen Materialien zu einem Sandwichbauteil zu pressen.

Laut DPA Moldados ist das Unternehmen derzeit weltweit einer der wenigen Hersteller, die technisch dazu in der Lage sind, diese Art von Formteilen in Sandwichbauweise in Masse herzustellen. Noch dazu sind die verwendeten Materialen recycelbar und benötigen insgesamt weniger Energie zur Herstellung als andere Werkstoffe.

Neben der Herstellung von Automobilbauteilen werden Thermhex Wabenkerne ebenso für weitere Anwendungen genutzt: Sie kommen auch in LKW-Kastenaufbauten, in Fertigbädern, für moderne Schwimmbecken oder für den Möbelbau zum Einsatz.

Der Produktionsprozess wird von der belgischen Mutterfirma Econ Core zur Lizenz angeboten und beispielsweise von Renolit unter dem Namen „Gorcell“ für die Kofferraumböden vom Maserati Gihbli und dem Jaguar F-Type verwendet. In Japan wird die Technologie von Gifu Plastics unter dem Namen „Teccell“ vermarktet und dort für die Kofferraumabdeckung des Toyota Prius genutzt.

mg