Hexagon Manufacturing Intelligence und Sumika Polymer Compounds Europe (kurz SPC Europe), Hersteller thermoplastischer Kunststoffe, arbeiten gemeinsam an der Digitalisierung der Leistung neuer nachhaltiger thermoplastischer Kunststoffe für die Automobilindustrie. Damit können Ingenieure Bauteile entwickeln, die recycelbarer sind und eine geringere Kohlenstoffbilanz für zukünftige Fahrzeuge ermöglichen.
Die Materialien Thermofil HP aus Kurzglasfaser-Polypropylen (kurz GF-PP) und Thermofil Circle aus rezykliertem Polypropylen (kurz GF-rPP) von Sumika profitieren von nachhaltigen Herstellungs- und Recyclingverfahren. Diese bieten Automobilherstellern eine Leistungsfähigkeit, die mit der von herkömmlichen technischen Kunststoffen vergleichbar ist, jedoch mit einer bis zu 60 Prozent geringeren Kohlenstoffbilanz. Ein wachsender Anteil der heutigen Polypropylen-Kunststoffe wird im Vergleich zu Polyamiden (PA) zurückgewonnen und recycelt, von denen bis zu 70 Prozent in Abfall-zu-Energie-Initiativen verwendet werden oder auf Deponien landen. Aber es gibt noch erheblichen Verbesserungsbedarf. Diese neuen recycelten thermoplastischen Kunststoffe von Sumika sind für die Kreislaufwirtschaft konzipiert und tragen zur Reduzierung von Kunststoffabfällen am Ende der Lebensdauer von Fahrzeugen bei.
Umstellung auf E-Mobilität erhöht Bedarf an Leichtbauteilen
Kunststoff kann bis zu 20 Prozent des Gesamtgewichts eines Fahrzeugs ausmachen. Die Anwendung nimmt mit dem fortschreitenden Ersatz von Metallen zu. Die Umstellung der Automobilindustrie auf E-Mobilität hat den Bedarf an Leichtbauteilen erhöht. Dadurch wird die Energieeffizienz von Fahrzeugen maximiert und das beträchtliche Gewicht von Akkupacks verringert. Aber auch ihre Umweltverträglichkeit während des gesamten Lebenszyklus muss von den Produktentwicklungsteams berücksichtigt werden. „Begrenzte Daten zum Materialverhalten behindern nachhaltige Innovationen im Bereich der E-Mobilität, da die Automobilingenieurteams nicht in der Lage waren, neue Materialien den strengen virtuellen Haltbarkeits- und Sicherheitstests zu unterziehen, die für die Zulassung im Automobilbereich erforderlich sind“, sagt Guillaume Boisot, Leiter des Center of Excellence Material bei Hexagon. „Unsere einzigartige Multiskalen-Materialmodellierungstechnologie beschleunigt die Einführung der bahnbrechenden recycelten Materialien von SPC Europe, indem sie es Produktentwicklungsteams ermöglicht, Bauteile präzise zu simulieren und den etablierten Tests und Validierungen in der Automobilindustrie zu unterziehen.“
Bewertung der Eignung von thermoplastischen Kunststoffen in neuen Designs
Das Ergebnis der Kooperation und der langristigen Partnerschaft zwischen den Unternehmen sind wichtige technische Daten, die Produktentwicklungsteams die Möglichkeit bietet, die Eignung von thermoplastischen Kunststoffen in neuen Designs zu bewerten, und durch das Ersetzen herkömmlicher technischer Kunststoffe nachhaltigere Fahrzeuge herzustellen. „Unsere Thermofil kurzglasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffe bieten eine gleichwertige Leistung wie herkömmliche technische Kunststoffe und gleichzeitig einen viel geringeren CO2-Fußabdruck. Das macht sie sehr gut geeignet, um die Designherausforderungen zu erfüllen, die eine nachhaltige E-Mobilität mit sich bringt“, sagte Bruno Pendélio, Marketingmanager für SPC Europe. „Durch die Kombination unserer Anstrengungen mit Hexagon können wir den Wettlauf zur Klimaneutralität unterstützen, indem wir die Automobilbauteile unserer Kunden weiter gewichten und physische Materialprüfungen und Prototypenbau reduzieren.“
Hexagon führt strenges Test- und physikalisches Validierungsprogramm ein
Hexagon führte zusammen mit SPC Europe ein detailliertes und strenges Test- und physikalisches Validierungsprogramm durch, um hochpräzise mehrskalen-basierte Verhaltensmodelle für seine Thermofil HP-Typen und sein Thermofil Circle-Portfolio an recycelten PP-Typen zu erstellen. Jede Materialqualität verfügt über ein Modell, das die mechanische und ökologische Leistung der Materialien während des gesamten Lebenszyklus eines Bauteils simuliert. Auf die verschlüsselten unternehmenseigenen Materialmodelle können die Kunden von SPC Europe über die Digimat-Software von Hexagon zugreifen. Digimat ist mit gängigen Softwaretools für Computer-Aided-Engineering wie MSC Nastran, Marc und Software von Drittanbietern kompatibel und ermöglicht Ingenieuren, genaue Analysen mit etablierten digitalen Engineering-Workflows durchzuführen.
