Polycarbonat-Scheiben – Leichtgewichte zum Kraftstoffsparen
26. September, 2011
Polycarbonat-Scheiben - Leichtgewichte zum Kraftstoffsparen
Der Mercedes SLK hat sie, ebenso der Bugatti Veyron, der Smart fortwo, der Honda Civic und der Seat León: Scheiben aus Polycarbonat (PC). Die aktuelle Umweltdiskussion beim Auto hat neben dem Elektroantrieb die Senkung des Kraftstoffverbrauchs zum Schwerpunkt. Der vermehrte Einsatz von Polycarbonatscheiben ist ein Weg, um – zusammen mit anderen leichteren Bauteilen – das Gewicht von Fahrzeugen zu senken.
BBG registriert eine gestiegene Nachfrage nach Werkzeugen zur Veredelung von Fahrzeugscheiben aus Kunststoff. Für die Veredelung von Scheiben hat sich BBG auf die Verfahren Umschäumen mit Polyurethan (PUR) und Umspritzen mit PVC, TPE oder anderen Elastomeren, spezialisiert.
Glasveredlung seit gut zwei Jahrzehnten
Seit gut zwei Jahrzehnten entwickelt und fertigt das BBG Werkzeuge und Formenträgersysteme für das PUR-Umschäumen von Verbundglas. Seit sieben Jahren hat BBG sein Angebot auch auf Verfahren zum Umspritzen von Glas mit TPE und PVC ausgedehnt und fertigt die dazu benötigten Spritzgießwerkzeuge. Aufgrund des breiten Know-hows lag es nahe, das Leistungsspektrum ebenfalls um das Umschäumen und Umspritzen von Polycarbonatscheiben zu erweitern.
Bis zu 65 Prozent Gewichtseinsparung
Doch selbst wenn Polycarbonatscheiben in der Automobilbranche seit einiger Zeit beständig auf dem Vormarsch sind, noch können sie Glas nicht überall ersetzen. Trotzdem liegt in dieser Technologie die Zukunft. Mit bis zu 65 Prozent Gewichtseinsparung gegenüber Glasscheiben gleicher Größe und Dicke können sie einen Beitrag leisten, um den Kraftstoffverbrauch und die Kohlendioxidemission zu senken. Denn während Glas eine Dichte von 2,77 hat, liegt die von Polycarbonat bei 0,9 bis 1, so dass selbst bei dickeren PC-Scheiben die Gewichtsersparnis gut die Hälfte beiträgt. Ein zusätzlicher Pluspunkt von Polycarbonat-Glas ist, dass es besonders schlagzäh ist und die passive Sicherheit der Fahrzeug-Insassen erhöht.
Deshalb und wegen der größeren Gestaltungsfreiheit wird Polycarbonat bei feststehenden Dreiecksfenstern, Seitenscheiben und Dachelementen immer häufiger dem herkömmlichen Glas vorgezogen. In beiden Fällen gilt: Damit der Übergang zur Karosserie aerodynamisch, lärmschützend und dicht ist, muss die Scheibe mit einer Weichkomponente eingefasst werden, also mit Polyurethan umschäumt oder mit einem Thermoplast umspritzt werden.
Umspritzen ist bei Großserien kostengünstiger
Zwar sind die Werkzeuge zum Umspritzen aufwändiger und teurer, aber das hierbei verwendete PVC oder TPE ist gegenüber dem Polyurethan mehr als 50 Prozent kostengünstiger. Deshalb ist das Umspritzen von PC mit Thermoplasten bei hohen Stückzahlen Stück ökonomisch sinnvoller. Da hierbei – anders als beim PUR-Umschäumen – außerdem auf Trennmittel verzichtet werden kann, lässt sich der Prozess weitestgehend automatisieren, wodurch eine höhere Wirtschaftlichkeit erreicht wird. Vorzuziehen ist das PUR-Umschäumen von PC zum einen in der Kleinserien-Fertigung, Vorteile bietet es darüber hinaus durch größere gestalterische Möglichkeiten und die einfachere Verarbeitung bei komplexen Glasformen.
Kostenoptimierung schon bei der Bauteilkonzeption
Bereits bei der Bauteilkonzeption steht die Frage im Mittelpunkt, ob Glas oder Polycarbonat eingesetzt werden kann, welche Vorgaben des OEM zu erfüllen sind und ob als Veredelungsverfahren das Umschäumen oder das Umspritzen qualitativ und ökonomisch sinnvoller ist. Bei einer Zusammenarbeit bereits in einer frühen Phase kann gemeinsam mit dem Kunden das Bauteil so konzipiert werden, dass alle sich bietenden Möglichkeiten zur Kostenoptimierung genutzt werden. So können beispielsweise Mehrfach-Werkzeuge geplant werden, mit denen sich linke und rechte Seitenfenster in einem Arbeitsgang veredeln lassen.
Auf Basis des gewonnenen Bauteildatensatzes kann dann im CAD das Werkzeug konstruiert werden. Simulierte Füllstudien tragen bei Spritzgießwerkzeugen dazu bei, Anspritzpunkte, Bindenaht, Füllzeit und Formeninnendruck zu optimieren. Die bei der Simulation gewonnenen Erkenntnisse sind qualitätsbestimmend, nur durch sie kann das Werkzeug in bestmöglicher Güte gefertigt werden.
Qualität von A bis Z aus einer Hand
Nach Freigabe der Konstruktion durch den Kunden fertigen wir das Werkzeug, das im hausinternen Technikum unter seriennahen Produktionsbedingungen getestet und abgemustert wird. Die eigenen Produktionsmaschinen für das Spritzgießen und das Veredeln mit Polyurethan im Haus ist für BBG ein wichtiges Element, um eine gleichbleibend hohe Qualität über den gesamten Fertigungsprozess eines Werkzeugs erreichen zu können. Damit ist BBG das einzige uns bekannte bekannte Unternehmen in Deutschland, das Werkzeuge zum Umschäumen und Umspritzen sowohl für Verbundglas- als auch für Polycarbonatscheiben von A bis Z aus einer Hand anbietet.