Revolutionäre faserverstärkte thermoplastische Radblätter (Wheelblades) für vollelektrische NIO-SUVs

Glatte Optik. NIO wählte Covestros Maezio für seine Wheelblades wegen der Ästhetik und Aerodynamik unidirektionaler Carbonfasern. Quelle: Covestro.

Speichenförmige Blendeinsätze für Fahrzeugfelgen (Wheelblades) sind ein beliebtes Mittel für Designingenieure, um Optik und Aerodynamik des Rads zu verbessern. Während Carbonfaser oft für diese nicht-tragenden Teile verwendet wird, suchen Designer nach Alternativen zum klassischen Gewebe-Look. Covestro (Leverkusen, Deutschland; Shanghai, China) gab bekannt, dass seine Maezio-Endlosfaser-verstärkten Thermoplast-Composites (CFRTP) für Wheelblades an den Alufelgen der vollelektrischen SUVs ES6 und ES8 von NIO (Shanghai, China) eingesetzt werden. Das Material bietet OEMs und Designern eine neue Ästhetik mit unidirektionaler Carbonfaser-Optik und vielfältigen Oberflächenveredelungen.

„Designer suchen neue Stile, um ihre Anwendungen zu differenzieren“, sagt Covestro-Automobil-Composite-Spezialist Florian Dorin.

„Maezio-Composites sind ein einzigartiges Material, weil sie neu definieren, wie Schönheit mit Carbonfaser assoziiert wird“, ergänzt Yanbing Wang, Senior CMF Designer bei NIO. „Sie setzen eine neue ästhetische Richtung mit unidirektionalen Fasersträngen, die dynamisch und energiegeladen wirken.“

Maezio: UD-Carbonfaser in Polycarbonat-Matrix

Vorgestellt Oktober 2018: Maezio umfasst unidirektionale (UD) Bänder und Lagen aus Carbonfasern, imprägniert in einer Polycarbonat-(PC-)Matrix. UD-Bänder können in verschiedenen Winkeln laminiert werden, um Lagen mit spezifischen mechanischen Eigenschaften zu bilden. Ergebnis: stark, steif, leicht, mit natürlicher unidirektionaler Oberflächenoptik.

Verarbeitung der Wheelblades

Für NIOs Wheelblade werden Maezio-Lagen auf die erforderliche Dicke gelegt. Schraubenbosse werden überformt und dann auf das Teil geschweißt. Maezios Thermoplast-Matrix ermöglicht einfaches Fügen mit anderen Funktionskomponenten während der Verarbeitung. Hier werden die Wheelblade-Einsätze über PC-Schraubenbosse mit den Speichen verbunden – gleiche Harzbasis sichert Haftung.

NIO wählte Maezio primär wegen Ästhetik und Aerodynamik (Windwiderstandsreduzierung für bessere Effizienz). Doch auch Performancefaktoren waren entscheidend: Wheelblades unterliegen Drehkräften und hohen thermischen Lasten durch Bremsen. Covestros Makrolon-Polycarbonat (Matrix von Maezio) bietet gute Haftung, Kompatibilität mit vielen Beschichtungen und Dekorprozessen bei gleichzeitiger Erfüllung der Leistungsanforderungen.

Ein Beschichtungssystem wurde entwickelt, das die Schönheit der unidirektionalen Fasern erhält und gleichzeitig Schutz bietet. Es erfüllt strenge Sicherheits- und Leistungsanforderungen: Schlag-, Chemie- und Witterungsbeständigkeit. Zudem hohe thermische Stabilität – Wheelblade-Einsatz übersteht bremsinduzierte Temperaturen bis 150 °C. Das Teil durchlief mechanische Tests (Rollen, Biegen, Dauerlauf, Bremsen), Hochdruckwasserstrahl, Schotterschlag, Langzeithitzealterung, Temperatur- und Chemikalieneinwirkung (Benzin, Diesel, Bremsflüssigkeit) – alle Anforderungen bestanden.

Mattes Finish. Maezios PC-Matrix verträgt diverse Beschichtungen, ermöglicht Matt-System für NIOs unidirektionale Carbonfaser-Wheelblades, das Fasern sichtbar macht und Performance-Anforderungen erfüllt. Quelle: Covestro.

Basierend auf dem Erfolg bei NIO sieht Covestro Potenzial für Aftermarket-Felgen und andere Exterieur-Anwendungen (z. B. Spoiler). Dorin hebt auch Interieur-Potenzial hervor: „Gerade im Interieur kämpft man um jeden Millimeter Bauraum. Composites ermöglichen dünnere Teile bei Erhalt von Steifigkeit und Struktur sowie ästhetischen Oberflächen – ein großer Vorteil unseres Materials.“

Neben Ästhetik und Haltbarkeit ist Maezio Enabler für Hochvolumenproduktion: Thermoformen bei hohen Ausbeuten und kurzen Zykluszeiten für Millionen Teile/Jahr. Zykluszeiten etwas länger als Spritzgießen, aber deutlich schneller als Epoxid-Verarbeitung. Trotz technischer Herausforderungen wurde NIO-Wheelblade in 18 Monaten von Grund auf entwickelt, Serienproduktion startete Q3 2019.