Bisher bedeutete eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit immer eine Reduzierung der Steifigkeit von Polyamid. Diese Tatsache rückte aufgrund des starken Wachstums der Märkte in den heißfeuchten Regionen Asiens in den Fokus der Automobil­zulieferer. Denn entsprechend der veränderten klimatischen Bedingungen, denen auch die Airbag-Module ausgesetzt sind, verschärften viele OEMs die Anforderungen bezüglich Umwelteinfluss und Alterung, damit die Gehäuse auch in kritischen Situationen nicht versagen. Ziel ist es, dass alle Bauteile weiterhin zuverlässig funktionieren. Das heißt, sie sollen ihre Elastizitäts­modul beziehungsweise Zugfestigkeit weitestgehend beibehalten. Insbesondere der Generatorträger, ein Strukturbauteil des Airbag-Moduls, ist durch die Verschärfungen besonders betroffen.

Entwickeln, testen, weiterentwickeln

Die in den bisherigen Prüfspezifika­tionen vorgegebenen Airbag-Prüfungen wie Fall-, Staub- und Klimawechsel-Test, Sonnensimulation, Temperatur-Schocktest sowie Wärmelagerung konnten die Generatorträger mit den bisherigen Werkstoffen erfüllen. Die neu hinzugekommenen hohen Feuchte­anforderungen war für die bisher eingesetzten Polyamide aber kritisch. Besonders bei hohen Temperaturen fiel deren mechanische Leistungsfähigkeit stark ab. Daher suchte Takata das Gespräch mit Akro-Plastic. Dieses Unternehmen hatte mit Akromid RM (Reduced Moisture) bereits ein Polyamid 6 mit geringer Feuchteaufnahme entwickelt. Aufgrund des Anforderungsprofils des Airbag-Moduls haben die Compound-Spezialisten die bestehende Produktlinie weiterentwickelt. Dazu erfolgten zunächst umfangreiche Standard-Materialtests im Prüflabor. Hierbei haben die Experten das Polyamid-Compound auf relative Werte wie Zugmodul, Bruchdehnung und -spannung im spritzfrischen und im feuchtegesättigten Zustand im Vergleich zu Wett­bewerbsmaterialien geprüft. Außerdem haben sie die Kälteschlagzähigkeit bei -35 °C sowie die Wärmealterung bei 105 °C bis zu 1.000 Stunden lang getestet. Zur Testphase gehörte auch ein komplettes Validierungsprogramm am fertigen Bauteil. Prinzipversuche erbrachten zudem Erkenntnise, in welchem Zeitraum das Bauteil seinen hohen Feuchtegehalt verliert. Dies ist notwendig, um nachzuweisen, ob die Prüfungen den Anforderungen der OEMs entsprechen.

Nach zweijähriger Zusammenarbeit ist das modifizierte Akromid RM dem Wettbewerbsmaterial schließlich in der Feuchteaufnahme und der Wärme­alterung überlegen sowie in der Kälte­schlagzähigkeit gleichwertig. Es erfüllt somit die gestiegenen Anforderungen an Airbag-Gehäuse des AKLV (Arbeitskreis Liefervorschriften der Automobilhersteller).

Material im Detail

Zwei Baureihen, unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten

Eine gute Oberflächenqualität und ein verbessertes Verarbeitungsverhalten sind Eigenschaften der Design-Typen. Auch eine geringere Feuchteaufnahme sowie eine hohe Dimensionsstabilität stehen im Fokus. Zum Portfolio gehören sowohl unverstärkte Varianten mit sehr hoher Kerbschlagzähigkeit als auch verstärkte Varianten mit geringer Verzugsneigung. Ein typisches Anwendungsgebiet ist der Automotive-Interieur-Bereich, zum Beispiel für Sichtteile oder hinterspritzte Verkleidungselemente, bei denen geringer Verzug und kleine Spalt­maße nach Feuchteaufnahme erforderlich sind.

Die Mechanik-Typenreihe, die auch in der Airbag-Anwendung bei Takata Verwendung findet, bietet neben der reduzierten Feuchteaufnahme als Standardtyp eine verbesserte Mechanik als die Design­variante und mit einer speziellen Ausrüstung eine hohe Chemikalien- und CaCl2-Beständigkeit. Diese Typen sind nur als verstärkte Varianten der Standard-, oberflächenmodifizierten und chemikalienbeständigen Reihe erhätlich. Typische Anwendungsbereiche sind tragende Bauteile bei sehr engem Bauraum im Automobilbereich. Die oberflächen­modifizierten Typen eignen sich auch als Strukturbauteile in der Möbelindustrie.

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Udo Gaumann, Leander Bergmann