Kunststoffe werden in den nächsten Jahren die Zukunft des Automobils gestalten: Thermoplastische und duroplastische Kunststoffe, Elastomere, textile Materialien und Faserverbundkunststoffe gehören bereits heute zu den Standardwerkstoffen im modernen Automobilbau. Sie unterstützen den automobilen Leichtbau und sorgen für aktive und passive Sicherheit von Fahrzeugen.
Der moderne Automobilbau setzt zunehmend auf Kunststoffe: Sie punkten durch ihre vielfältigen Möglichkeiten zur Funktionsintegration und dem Potenzial zur Gewichtseinsparung im Vergleich zu metallischen Werkstoffen. Eingesetzt in zahlreichen Fahrzeugteilen, sorgen sie für leichtere Fahrzeuge und damit für einen geringeren Kraftstoffverbrauch. Darüber hinaus weisen sie gute Verarbeitungsqualitäten und Gebrauchswerte auf. Ihr Anteil am Leergewicht moderner Fahrzeuge beträgt bereits über 15 %.
Verbindungstechnik
Doch Leichtbau verlangt auch nach innovativer Verbindungstechnik. Der Wandel von der reinen Stahlrohkarosserie zu einer Mischbauweise aus Stahl, Aluminium, Magnesium und Kunststoff stellt die Verbindungstechnik vor völlig neue Aufgaben. Das Chemieunternehmen Dow Automotive macht folgende Herausforderungen aus:
- Berücksichtigung galvanischer Korrosionsprozesse
- Herkömmliche Punktschweißverfahren sind bei einigen Werkstoffen nicht nutzbar
- Hohe Punktbelastungen sind zu vermeiden, um die Lebensdauer zu maximieren
- Warme Verbindungstechniken wie Schweißen können zu unerwünschten Materialverformungen führen
Neben traditionellen Verbindungstechniken haben sich Strukturklebstoffe zur Lösung der genannten Probleme bewährt.
Kunststoffmaterialien in Elektrofahrzeugen
Die Elektromobilität wird in Zeiten des Klimawandels und endlicher fossiler Ressourcen immer wichtiger. Die ersten Elektrofahrzeuge fahren bereits auf den Straßen, jedoch es gibt noch einige Hindernisse zu überwinden, um die Elektromobilität flächendeckend einzuführen: Hohe Batteriekosten, geringe Reichweiten und das zusätzliche Gewicht von Hybridfahrzeugen stellen Probleme dar, die es zu lösen gilt. Hier kann der Werkstoff Kunststoff seine Vorteile ausspielen: Der Werkstoff kann mit seinem geringen spezifischen Gewicht und seiner Flexibilität den Hybrid- und Elektrofahrzeugen neue Chancen eröffnen. In der Batterie vom Opel Ampera sind beispielsweise Kunststoffkomponenten von mehr als 40 Kilogramm integriert. Vor allem kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) mit einem spezifischen Gewicht von nur 1,5 kg pro Kubikdezimeter (Magnesium hat im Vergleich dazu 1,8 kg) haben ein hohes Leichtbaupotenzial . Akkumuliert auf das gesamte Fahrzeug soll dieses bis zu 100 kg im Vergleich zu gewöhnlichen Karosserien sparen.
Recycling von Kunststoffen
Heute wird etwa 85 % des Gewichtes eines Fahrzeugs wiederverwertet. Vor allem kann der Großteil der Metalle weitgehend in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden. Anders sieht es bei der Vielzahl der Kunststoffe aus, die in zunehmendem Maß im Automobilbau eingesetzt werden. Jedoch ist aber auch bei den Kunststoffen eine steigende Tendenz beim Recycling auszumachen. Viele der Kunststoffe sind schwer oder teilweise auch überhaupt nicht recyclebar. Nur ein Anteil von 5 bis 10 % der Kunststoffe wird stofflich wiederverwertet. Der Rest landet auf der Deponie oder wird auf andere Weise verwertet. Knackpunkt ist, dass es viele verschiedene Kunststoffe im Automobilbau gibt, die sich noch in verschiedenen Varianten durch Additive und Farben untereinander unterscheiden können. Der Großteil dieser Kunststoffe kann nicht untereinander gemischt werden, um recycliert zu sein. Darüber hinaus sind Kunststoffabfälle in der Regel auch so stark verschmutzt, dass sie nur noch deponiert oder verbrannt werden können. Nur dort wo sich Kunststoffe sortenrein erfasst lassen, ist eine Wiederverwertung möglich. Der Schlüssel für das Recycling von Kunststoffen liegt deshalb in der sorgfältigen Trennung, Sortenreinheit und Sauberkeit des Materials.
Lesen Sie auch:
Klebtechnik – Fügeverfahren für den automobilen Leichtbau
Korrosionsschutz von Leichtbauwerkstoffen
Werkstoff- und ressourcenschonendes Recycling
Leichtbaustrategien für die Karosserie