Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) rücken aufgrund ihres Leichtbaupotentials, zunehmender preislicher Attraktivität und einer anteilig nachhaltigen Rohstoffbasis vermehrt in den Fokus im Automobilbau. Neben etablierten NFK-Bauteilen aus dem Formpressverfahren, können nun auch komplexe Bauteile im Spritzgießverfahren in hoher Qualität hergestellt werden. Für den großtechnischen Einsatz eines optimierten cellulosefaserverstärkten Kunststoffes im Spritzgießprozess muss allerdings ein enges Prozessfenster beachtet werden. Als Fazit lässt sich festhalten, dass durch den Einsatz des optimierten cellulosefaserverstärkten PP gegenüber Talkum-verstärkten Werkstoffsystemen Gewicht eingespart werden kann. Hintergrund ist die geringere spezifische Füllstoffdichte der Cellulosefasern. Je nach Anwendungsgebiet und Füllstoffanteil sind Einsparpotentiale zwischen 4 und 10% realistisch. Dabei können durch die Nutzung einer nachhaltigen Rohstoffbasis (Holz) bis zu 20% CO2 bereits bei der Herstellung eingespart werden. Beachtet man die Verarbeitungseigenschaften, ist es trotz des eingeschränkten Prozessfensters möglich mit einem optimierten und stabilisierten PP-NF-Werkstoff eine konstante Bauteilqualität zu gewährleisten und das Fließverhalten zu simulieren. Darüber hinaus zeigte dieser Werkstoff ein vorteilhaftes Verhalten bzgl. kratzfester und matter Bauteiloberflächen. Außerdem konnten wichtige automobile Bauteilanforderungen, insbesondere crashrelevante Eigenschaften, erfüllt werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass naturfaserverstärkte Compounds auch im automobilen Interieur eine echte Werkstoffalternative darstellen.
On account of their potential for lightweight design, increasingly attractive pricing and a proportionally sustainable raw material basis, natural-fiber-reinforced plastics (NFRPs) are coming more and more into the spotlight in automotive engineering. Alongside established NFRP components from compression molding, even complex components can be made by injection molding to a high quality. However a tight process window has to be heeded in largescale use of an optimized cellulose-fiber-reinforced plastic in the injection molding process. In the present case study a material of this kind with complex component geometries is used in the interior (visible area) of a vehicle. It offers weight advantages over mineral-reinforced PP and satisfies the strict component requirements prevailing in this area. Of crucial importance are adequate stabilization and compliance with the optimum process window.
Spritzgießen von cellulosefaserverstärktem PP für Interieuranwendungen
Injection molding of cellulose-fiber-reinforced PP for interior applications
2013
8 Seiten, 5 Bilder, 6 Quellen
(engl. Version S. 33-40)
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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