Unterboden: Leicht und unzerstörbar

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Eine Leichtbaulösung aus Thermoplast-Composites von Lanxess macht Verkleidungen im Unterbodenbereich besonders fest und steif.

Geländewagen und SUV müssen bei häufigem Offroad-Einsatz oder für das Fahren auf extrem schlechten Straßen mit besonders widerstandsfähigen Unterbodenverkleidungen ausgestattet sein. Eine neue Materiallösung für solche Sonderausstattungsteile setzt auf die endlosfaserverstärkten, thermoplastischen Verbundwerkstoffe der Marke Tepex von der Lanxess-Tochter Bond-Laminates. Mit ihrer Hilfe werden nahezu unzerstörbare Motorraumverkleidungen sowie Tank- und Tunnelabdeckungen hergestellt, die speziell für die Plattform MLB53A entwickelt wurden und bereits in Serienfahrzeugen wie etwa dem Bentley Bentayga und in Zukunft auch im Audi Q7 zum Einsatz kommen.

"Die Bauteile haben bei einem Test auf felsiger Schlechtwegestrecke die extreme Beanspruchung durch Aufsetzen des Fahrzeugbodens und Schotter-Steinschlag beinahe schadlos überstanden", sagt Harri Dittmar, Anwendungsentwickler für Tepex. Darüber hinaus vereinfacht der Verbundwerkstoff den Fertigungsprozess. "Die Teile können auf denselben Umformwerkzeugen wie die entsprechenden Komponenten der Fahrzeug-Standardausführungen produziert werden. Dadurch muss nicht auf andere Materialien ausgewichen werden, und eine Investition in zusätzliche Werkzeuge und Pressen mit höherer Schließkraft entfällt", so Dittmar.

Einfacher Formpressprozess

Die besonders widerstandsfähige Unterbodenverkleidung besteht aus PP-basierten Mischfaservliesen mit einem zusätzlichen 0,5 mm dicken Einleger aus endlosfaserverstärktem, thermoplastischem Verbundwerkstoff der Marke Tepex. Foto: Lanxess

Die Verkleidungs- und Abdeckungsteile der Standard- und der Sonderausstattungen werden beide ausgehend von Polypropylen-basierten, glasfaserverstärkten Mischfaservliesen (Low Weight Reinforced Thermoplastics, LWRT) im Formpressverfahren hergestellt. Dazu werden große LWRT-Zuschnitte in einem Umluftofen aufgeheizt und von einem Roboter in ein Presswerkzeug eingelegt, das je nach Teilegröße bis zu vier Bauteile auf einmal formt. Abschließend werden die Bauteile aus der umgeformten Zuschnitt-Platine ausgestanzt oder per Wasserstrahl ausgeschnitten. Bei den Bauteilen für die Sonderausstattungen wird zusätzlich ein 0,5 mm dicker Einleger aus Tepex auf die LWRT-Zuschnitte gelegt und mit umgeformt, so dass die resultierenden Komponenten straßenseitig eine Oberfläche aus Tepex haben.

Hersteller der Motorraumverkleidungen und Tankabdeckungen ist die Elring Klinger Abschirmtechnik mit Sitz in Sevelen in der Schweiz. Sie setzt dabei das LWRT-Material Elrocoustic ein. Die Tunnelabdeckungen werden von der Röchling Automotive, Mannheim, aus dem hauseigenen LWRT-Werkstoff Seeberlite produziert. Als Einleger kommt bei allen Teilen der Sonderausstattungen Tepex dynalite 104-RG 601 zum Einsatz. Es besteht aus einer Polypropylen-Matrix, in die 47 Volumenprozent Endlosglasfaser-Rovings als einlagiges Gewebe eingebettet sind.

Hervorragende Schallabsorption

Die Deckschicht aus Tepex steigert die Festigkeit, Steifigkeit und vor allem die Zähigkeit der LWRT-Bauteile um ein Mehrfaches. Dittmar: "LWRT hat zudem wegen seines vliesartigen Aufbaus eine sehr gute schallabsorbierende Wirkung, die mit anderen Pressmassen verloren gegangen wäre und weniger Fahrkomfort bedeutet hätte." Die Belastbarkeit des Composite-Aufbaus ließe sich noch steigern, wenn Tepex nicht nur straßen-, sondern auch innenseitig als Decklage zum Einsatz käme. "Das Resultat wäre ein Sandwich-Aufbau mit einem Kern aus LWRT, der noch steifer, aber dabei trotzdem leicht wäre", erklärt Dr. Egon Moos, Product Manager Underbody Systems bei Röchling Automotive.

Breites Einsatzspektrum

Tepex kommt nicht nur in Unterbodenverkleidungen von Fahrzeugen zum Einsatz. Inzwischen hat es viele andere Serienanwendungen im Pkw-Leichtbau erobert. Wegen des wachsenden Einsatzpotenzials von Tepex im Automobil-Leichtbau hat Lanxess eine eigene Projektgruppe unter der Leitung von Henrik Plaggenborg eingerichtet, die Partner weltweit in allen Stufen der Entwicklung eines Bauteils aus Tepex bis hin zum Serienstart unterstützt.

mg

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