Thermoplastische Verbundwerkstoffe von LANXESS in der Audi A8-Rücksitzschale

LANXESS (Köln) gibt bekannt, dass seine Endlosfaserverbundwerkstoffe Tepex in einer Rücksitzanwendung für den Audi A8 eingesetzt werden. Optional ist die Limousine mit zwei elektrisch verstellbaren Einzelsitzen im Fond erhältlich, deren Schalen von Faurecia Automotive Seating (Stadthagen, Deutschland) entwickelt und im Hybrid-Formverfahren hergestellt werden. Hierfür wird Tepex dynalite 102-RG600(2)/47% auf Polyamid-6-Basis verwendet. Als umspritztes Material kommt kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 Durethan BKV30H2.0, ebenfalls von LANXESS, zum Einsatz.

LANXESS nennt die Anwendung als Beispiel dafür, wie sich seine endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffe Tepex in der Großserienfertigung verschiedener Strukturbauteile für den automobilen Leichtbau etablieren.

„Ausschlaggebend für die Wahl unseres Verbundmaterials für diese Struktur war die Tatsache, dass es rund 45 % leichter ist als eine vergleichbare Metallkonstruktion, aber dank der hohen Funktionsintegration auch kostengünstig herstellbar ist. Außerdem hält es den hohen mechanischen Belastungen bei einem Crash stand“, erklärt Henrik Plaggenborg, Leiter Tepex Automotive im LANXESS Geschäftsbereich High Performance Materials (HPM).

Bisher wurden vergleichbare Sitze hauptsächlich aus Metallschalen hergestellt, die auf einen Unterbau geschraubt wurden. Die Herstellung der Metallschalen ist aufwendig, da sie aus zahlreichen Einzelteilen bestehen, die in mehreren Schritten durch Schweißen zusammengefügt werden müssen.

„Im Hybrid-Molding-Verfahren hingegen entsteht ein einbaufertiges Bauteil in einem einzigen Prozessschritt. Dazu wird das vorkonturierte und erwärmte Verbundhalbzeug direkt im Spritzgusswerkzeug umgeformt und mittels Spritzguss mit zahlreichen Funktionen ausgestattet. Das vereinfacht die spätere Montage und führt zu erheblichen Einsparungen bei den Produktionskosten“, sagt Tilmann Sontag, Projektleiter bei der Tepex Automotive Gruppe von HPM.

Neben verstärkten Rippen sind die Kedernut zur Fixierung des Sitzbezugs sowie zahlreiche Halterungen und Führungen (z. B. für Sitzbelüftung und Kabelhalter) in das Bauteil integriert. Auch die Clips zur Befestigung der Sitzschale werden direkt eingespritzt.

„Die Schale lässt sich mit den Clips einfach und schnell ohne Schrauben montieren und für Servicezwecke wieder demontieren. Die Clips sind sehr stabil und erfüllen alle relevanten Sicherheitsanforderungen“, sagt Sontag.

LANXESS unterstützte die Projektpartner umfassend bei der Entwicklung der Sitzschalen und des kompletten Rücksitzsystems. HPM ermittelte beispielsweise Materialdaten des Verbundwerkstoffs und des umspritzten Materials, die Faurecia für Struktursimulationen benötigte, um die mechanische Belastbarkeit des Sicherheitsbauteils zu berechnen. Darüber hinaus wurden in einer Drapierungssimulation mehrere Strategien analysiert, um das Verbundhalbzeug präzise und reproduzierbar zu formen. Die Erkenntnisse flossen in Empfehlungen zur Gestaltung der Tools und Prozesse ein.

„Wir haben zum Beispiel spezielle Spannelemente empfohlen, um den plastifizierten Verbundeinsatz im Spritzgusswerkzeug zu fixieren“, sagt Sontag.

Tepex wird von der LANXESS-Tochter Bond-Laminates GmbH (Brilon, Deutschland) entwickelt und produziert. Aus Tepex dynalite werden Frontends, Bremspedale, Unterbodenverkleidungsteile, Verstärkungsstruktureinlagen für Karosserieanbauteile sowie Träger für Tür- und Elektronikmodule in großem Maßstab hergestellt. LANXESS geht davon aus, dass der Verbundwerkstoff künftig zur Herstellung von Rücken- und Armlehnen sowie Sitzschalen für neue, hochkomplexe Sitzsysteme im autonomen Fahren verwendet wird.

„Wir denken zum Beispiel an frei drehbare, schwenkbare oder abnehmbare Sitze, die nicht nur wenig wiegen, sondern auch alle Crash-Anforderungen erfüllen und mit zahlreichen integrierten Funktionen wie Sicherheitsgurt, Infotainment- und Komfortsystemen ausgestattet sind“, so Plaggenborg.