Die Verwendung von Recycling-Material im und am Automobil wird salonfähig. Vorreiter ist BMW mit dem Elektrokonzept „Project i“, das zunächst den i3 auf die Straßen gebracht hat. Darin finden sich Interieurkomponenten, die zu 25 Prozent aus Rezyklatmaterial bestehen – im Einklang mit einer Nachhaltigkeitsanalyse, deren Umsetzung von Zulieferern verlangte, die Grenzen des Machbaren weiter zu verschieben.

Man muss ein feines Händchen haben, wenn Kunststoff-Rezyklat den qualitativen Ansprüchen an originär verarbeitete Thermoplaste bei Optik, Festigkeit und Haptik genügen soll, denn alle dieser Eigenschaften werden im Prozess der Wiederaufbereitung beeinträchtigt. Eine Herausforderung, der sich der Kunststoffverarbeiter Ros, Coburg, stellte.

42 verschiedene Teile in 48 Varianten steuerte das mittelständische Unternehmen zu Türverkleidung und Gurtführung des BMW i3 bei, zusätzlich zwei Teile für die Türaußengriffe und Kabelschächte zur Abdeckung stromführender Teile. Während bei sicherheitsrelevanten Bauteilen in den Türverkleidungen (Aufprallschutz) das technische Thermoplast Acrylnitril-Butadien-Styrol und PP zum Einsatz kamen, erhielten – glasfaserverstärkte Polyamid-Recyclate PA6 für die meisten Sichtteile den Vorzug.

Rezyklat-Schwächen konstruktiv ausgleichen

21 Spritzgießwerkzeuge mussten dazu so ausgelegt werden, dass sie Materialschwächen ausgleichen konnten, die durch das Recycling bedingt waren. Diese hätten andernfalls sichtbare Einfallstellen, Einbrüche oder Verwirbelungen bewirken können. Dazu mussten Einspritzstellen optimiert, teilweise sogar die Bauteilgeometrie verändert werden. Über allem stand das Erfordernis eines schlanken Prozesses, der den Einsatz von Sondermaschinen verwehrte und stattdessen effiziente, leicht austauschbare Spritzgießwerkzeuge voraussetzte.

Dreh- und Angelpunkt der neunmonatigen Vorentwicklungsphase wurden Moldflow-Analysen, die Aufschluss über das Fließ- und Aushärtungsverhalten des Kunststoffes gaben und halfen, bereits im frühen Stadium der Simulation Problembereiche bei der Entstehung der Spritzgießwerkzeuge aufzudecken. „Eine wesentliche Rolle hat auch die lange Erfahrung unserer Werkzeugbauer gespielt“, so ROS-Geschäftsführer Steffen Tetzlaff. Sie fanden Lösungen etwa zur Vermeidung unschöner Vertiefungen auf Sichtflächen, die durch den bei Rezyklat häufig auftretenden, typischen Volumenschwund während der Auskühlung vor allem an den Stellen aufgetreten wären, wo stabilisierende Verrippungen auf die Rückseite der Sichtfläche treffen.

„Wir haben hierfür die Rippen verschmälert, um die Stabilität beizubehalten aber deren Anzahl erhöht. In einem anderen Fall haben wir einen zusätzlichen Falz eingebracht, um Materialverzug zu verhindern“, so Tetzlaff.

Letzten Endes haben sich die aufwendigen Vorarbeiten gelohnt. Die so gefertigten Bauteile entsprachen den Anforderungen des Automobilherstellers und wurden zur Serienfertigung freigegeben. BMW setzt nun in größerem Umfang auf das Know-how der Coburger Technikschmiede und erteilte bereits Folgeaufträge für die neue 7er-Serie.

 

Autor

Matthias Rotter
ist freier Journalist aus Lautertal
office@rotter.org

 

Fakuma 2014: Halle/Stand A5/5106