Kohlenstofffaserverstärktes PPA für strukturelle Automobil- und Elektronikkomponenten

Die neueste Ergänzung des PPA Ultramid Advanced N (PA9T) von BASF Performance Materials, sind kohlenstoffverstärkte (CF)-Typen, positioniert, um Aluminium und Magnesium in einer breiten Palette von strukturellen Automobil- und Unterhaltungselektronikanwendungen zu ersetzen. Das Ultramid Advanced N PPA-Portfolio wurde um 20 %, 30 % und 40 % kohlenstofffaserverstärkte Typen für die Herstellung extrem leichter Teile erweitert, die Aluminium und Magnesium ohne Einbußen an Steifigkeit und Festigkeit sicher ersetzen können und zudem elektrisch leitfähig sind.

Die neuen Typen vereinen diese Eigenschaften mit den Vorteilen von Ultramid Advanced, die sie angeblich einzigartig unter den bereits auf dem Markt erhältlichen kohlefaserverstärkten PPAs machen:hohe Dimensionsstabilität durch geringe Wasseraufnahme, ausgezeichnete Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit, hohe Festigkeit und Elastizität. Mit den neuen CF-verstärkten Typen lassen sich Automobil-Strukturteile für Karosserie, Fahrwerk und Antriebsstrang, für Pumpen, Lüfter, Getriebe und Kompressoren in industriellen Anwendungen sowie für stabile und ultraleichte Komponenten in der Unterhaltungselektronik herstellen.

Die mechanische Leistungsfähigkeit der neuen CF-PPA-Typen lässt sich sowohl durch die Wahl und den Gehalt der Kohlefasern als auch durch die Additivtechnologie einstellen. Ultramid Advanced N3HC8 mit 40% Kohlefaseranteil zeigt eine bessere Festigkeit und einen besseren Modul bei 80 C/176 F (konditioniert) als Magnesium oder Aluminium. Michael Pilarski aus der Geschäftsführung PPA der BASF:„Unsere neuen PPA-Compounds mit Carbonfasern sind der ideale Metallersatz. Und dies nicht nur im Hinblick auf die Materialeigenschaften macht die Versorgung eher unvorhersehbar. Die Herstellung von Teilen aus Magnesium oder Aluminium erfordert außerdem zusätzliche Nachbearbeitung und Werkzeuge, was die Systemkosten erhöht. Angesichts der Möglichkeiten von 25 bis 30 % Gewichtsreduzierung mit unseren neuen PPA-Typen können wir eine sichere, kostengünstige und Hochleistungsalternative für traditionell aus Metall gefertigte Teile."

Durch die Kombination dieser neuen Materialien mit der BASF-Simulationssoftware Ultrasim zur korrekten Modellierung des Teileverhaltens und zur Optimierung der Werkzeuggeometrie können die Ultramid Advanced CF-Typen nach Angaben des Unternehmens somit zur Funktionsintegration und Gewichtsreduzierung in verschiedenen Branchen beitragen:der Palette der Autos mit E-Antrieb oder Brennstoffzellenmotoren können durch Gewichtsreduzierung von Struktur- oder Antriebsstrangteilen erhöht werden; leichte, dünne Präzisionsstrukturen in der Unterhaltungselektronik profitieren von der hohen Steifigkeit und Festigkeit, der hervorragenden Dimensionsstabilität sowie dem extrem geringen Gewicht und der guten Verarbeitbarkeit der neuen PPA-Werkstoffe; Aufgrund der guten Dimensionsstabilität sowie der hohen Chemikalien-, Hitze- und Abriebfestigkeit der neuen CF-Typen lassen sich schwere, hochbelastete und langlebige Industrieanlagen wie Pumpen und Kompressoren problemlos herstellen.

Die CF-PPA-Compounds weisen außerdem ein geringeres Gewicht und einen höheren Zugmodul auf als glasfaserverstärkte Nylons mit ähnlichen Verstärkungen. Mit 20 % Kohlefasern verstärkte PPA-Typen sind etwa 20 % leichter als Nylon 6 und 66, die mit 50 % Glasfasern gefüllt sind. Die Zugfestigkeit eines 20% CF Ultramid Advanced Compounds ist entweder besser oder gleichwertig mit einem glasfaserverstärkten Nylon gefüllt mit 50% bei gleichzeitig besserer Verarbeitbarkeit. Ultramid Advanced N3HC8 z.B. ist nach Alterung bei hohen Temperaturen sehr stabil:Es behält fast 100 % seines Zugmoduls nach Wärmealterung bei 120 °C/248 °F für 5.000 Stunden oder bei 150 °C/302 °F für 3.000 Stunden.

Das Ultramid Advanced PPA-Portfolio der BASF basiert auf vier Polymeren:PA9T, T1000 (PA6T/6I), T2000 (PA6T/66) und dem langjährigen T KR (PA6T/6). Sie öffnen die Tür zur nächsten Generation leichter Hochleistungs-Kunststoffkomponenten in vielen verschiedenen Branchen, darunter Automobilindustrie, Elektronik und Elektrogeräte, Maschinenbau und Konsumgüter. Das weltweit verfügbare PPA-Portfolio umfasst mehr als 50 Compound-Typen für Spritzguss und Extrusion, Produkte mit oder ohne Flammschutzmittel. Die Compounds sind in verschiedenen Farben erhältlich, von farblos bis laserbeschriftbar schwarz, mit Kurzglas-, Langglas- oder Kohlefaserverstärkung und mit verschiedenen Hitzestabilisatoren.