Elektromobilität, Leichtbau und Recycling warn die Topthemen der diesjährigen PIAE 2019. (Bildquelle: Dr. Etwina Gandert/Redaktion Plastverarbeiter)

Elektromobilität, Leichtbau und Recycling waren die Topthemen der diesjährigen PIAE 2019. (Bildquelle: Dr. Etwina Gandert/Redaktion Plastverarbeiter)

Eine Diät, die Spaß machen muss, um den zukünftigen Mobilitätstrends gerecht zu werden. So lautete die Aufforderung von Hans-Jürgen Duensing, Mitglied des Vorstands der Conzinental AG, zum Auftakt der diesjährigen PIAE in Mannheim. Die Automobilentwicklung wird immer komplexer und die technologischen Vorteile sind süße Versuchungen, die gleichzeitig mit geringerem Gewicht zu realisieren sind. Dazu gehört, Design und Funktionalität zu optimieren. Die elektrische Mobilität ist eng verbunden mit der Entwicklung hin zum autonomen Fahren. Duensing sieht den zukünftigen Stadtverkehr vernetzt, autonom und in Schwarmführung von ein- oder zweisitzigen Fahrzeugen dominiert. Digitales Know-how wird immer wichtiger für die Automobilindustrie. Um diese Entwicklung zu bewerkstelligen, beschäftige Continental bereits jetzt schon mehrere Tausend Software-Ingenieure, merkt das Vorstandsmitglied an.

Hans-Jürgen Duensing, Mitglied des Vorstands der Conzinental AG, forderte eine Diät für den Fahrzeugbau zum Auftakt der diesjährigen PIAE in Mannheim. (Bildquelle: Dr. Etwina Gander/Redaktion Plastverarbeiter)

Hans-Jürgen Duensing, Mitglied des Vorstands der Conzinental AG, forderte eine Diät für den Fahrzeugbau zum Auftakt der diesjährigen PIAE in Mannheim. (Bildquelle: Dr. Etwina Gander/Redaktion Plastverarbeiter)

Harter Wettbewerb mit China in der Elektromobilität

Und wie rasant die Entwicklung voranschreitet, ließ sich auch in der anschließenden Podiumsdiskussion erkennen. Denn in die Sorge um die schwächelnde Automobilindustrie mischt sich die Frage, wie man im Wettbewerb mit China den Anschluss nicht verliert – wobei der Blick vor allem auf die Entwicklung elektrisch betriebener Fahrzeuge gerichtet war. „Is Europe running out of time?“ war die initiale Frage der Diskussion. Das Auditorium war in der Antwort uneinig. Mit der App der Veranstaltung konnten die Teilnehmer an der Abstimmung teilnehmen. Im Ergebnis stimmte eine hauchdünne Mehrheit für „Ja“, alle übrigen Befragten glaubten nicht, dass Europas Stellung künftig gefährdet ist.

Die Teilnehmer der Posiumsdikussion zur erföffnung der PIAE erörterten, wie die europäische Automobilindsztie im Wettbewerb mit Chain standhalten kann. (Bildquelle: Dr. Etwina Gandert/Redaktion Plastverarbeiter)

Die Teilnehmer der Posiumsdikussion zur erföffnung der PIAE erörterten, wie die europäische Automobilindsztie im Wettbewerb mit Chain standhalten kann. (Bildquelle: Dr. Etwina Gandert/Redaktion Plastverarbeiter)

Flammschutz immer gefragter

Für Dr. Josef R. Wünsch, Senior Vice President for Structural Materials bei der BAS, Ludwigshafen, liegt ein Schlüssel für den Erfolg Chinas in der nationalen Batterieproduktion. Diese werde in China durch staatliche Prämien für den Kauf eines in China produzierten Elektrofahrzeugs gefördert. Bei der Frage, welche Anforderungen die Entwicklung elektrischer Fahrzeuge an die Kunststoffindustrie stellt, sahen die Teilnehmer der Podiumsdiskussion vor allem den Bedarf an Flammschutzlösungen für Kunststoffe deutlich gestiegen. Gerade bei batteriebetrieben Fahrzeugen, bei denen die Batterie im Fahrzeugboden eingebaut ist, sind Leichtbaukonstruktionen mit Kunststoff gefragt, die das Ausbreiten eines Brandes verhindern.

Dr. Axel Tuchlenski
Leiter Produkt- und Anwendungsentwicklung, Lanxess Deutschland , Dormagen. Bildquelle: VDI Wissensforum)

Dr. Axel Tuchlenski
Leiter Produkt- und Anwendungsentwicklung, Lanxess Deutschland , Dormagen. (Bildquelle: VDI Wissensforum)

Hinzu kommen nach Ansicht von Dr. Axel Tuchlenski, Leiter Produkt- und Anwendungsentwicklungbei Lanxess, Deutschland, für Kühlsysteme geeignete Kunststoffe sowie ein steigender Bedarf an Kunststoffen, die zur elektromagnetischen Abschirmung dienen. Ebenso Anforderungen wie Steifigkeit, Maßhaltigkeit und Zähigkeit, die für sich genommen nicht neu sind. „Interessant und neu ist jedoch, dass diese Eigenschaften miteinander kombiniert werden müssen, um den Anforderungen der „New Mobility“ gerecht zu werden“, so Tuchlenski. Oftmals entstehe dadurch ein Spannungsfeld, nämlich insofern, dass die Verbesserung der einen Eigenschaft eine Verschlechterung einer anderen Eigenschaft mit sich bringe. „Beispielsweise erfordern wärmeleitfähige Kunststoffe einen hohen Füllstoffgehalt, der die Verarbeitbarkeit erschwert. Hier sind die Produktentwickler gefordert, intelligente Lösungen zu erarbeiten, beispielsweise das Produkt Durethan BTC75H3.0EF. Das Basisharz dieses Compounds ist ein PA6, das mit 75 Prozent Mineralstoffen gefüllt, wärmestabilisiert und leichtfließend ist. Durch die thermische Leitfähigkeit von 1,4 W/mK kann Wärme gezielt aus Bauteilen abgeführt werden, ohne dass man auf die Vorteile der Kunststoffe wie Funktionsintegration verzichten muss“, erläutert der Lanxess-Experte.

Fehlende Standards

In der Pressekonferenz zur PIAE diskutierten die Kunststoffexperten auch die Frage nach den fehlenden Standards für die Elektromobilität, die in der stark reglementierten Automobilindustrie sonst üblich sind. „So werden CTI-Werte in der E/E-Industrie bis 600 V Spannung gemessen, wohingegen die Spannungen im Auto bis zu 800 V erreichen können. Zwar sind die Ergebnisse übertragbar, aber dies erfordert eine gewisse Erfahrung mit den Tests, die Lanxess anbieten kann,“ sagte Tuchlenski. Ähnlich verhälte es sich mit den Flammschutzanforderungen. Welche Anwendung benötigt überhaupt Flammschutz? Darf das Flammschutzmittel halogenhaltig sein oder ist eine halogenfreie Lösung besser geeignet?

Weiterhin wird derzeit diskutiert, ob und welche Additive eine Elektrokorrosion begünstigen. „Der zunehmende Einsatz von Elektronik unter sehr unterschiedlichen Umgebungsbedingungen wie z. B. Luftfeuchtigkeit und Temperatur erfordert eine wohlüberlegte Auswahl geeigneter Werkstoffe, um ein vorzeitiges Versagen der Anwendungen zu vermeiden. Hier können wir auf unsere langjährige Erfahrung bei der Entwicklung von Lösungen in der E/E-Industrie zurückgreifen,“ ergänzte er.

Dipl.-Ing. David Vorgerd 
Director Technical Development, BASF, Ludwigshafen. Bildquelle: VDI Wissensforum)

Dipl.-Ing. David Vorgerd
Director Technical Development, BASF, Ludwigshafen. Bildquelle: VDI Wissensforum)

Trotz der bereits etablierten Kunststoffsteckverbinder stellt sich der heutige elektrische Antrieb weitestgehend als Metalldomäne dar. Hersteller von Elektromotoren und Leistungselektronikkomponenten nutzen bislang Gehäuse aus Stahlbauweise oder Aluminiumdruckguss. Vonseiten der BASF erläuterte David Vorgerd, Director Technical Development, BASF SE, Ludwigshafen: ”Da viele Komponenten mittlerweile jedoch aktiv gekühlt werden (müssen) und damit die Wärmeabfuhr nicht mehr über das Gehäuse gewährleistet ist, bieten sich hier im Sinne des Leichtbaus Kunststofflösungen aus Ultramid-Typen wie beispielsweise dem Ultramid A3U42G6 an.“ Gehäuse, die elektrische Hochvoltkomponenten beinhalten, müssen jedoch elektrisch abgeschirmt sein, um eine Beeinträchtigung des Umfelds zu vermeiden. „Das Beschichten von Kunststoffgehäuseteilen mit Metallen ist ein Lösungsweg, den BASF in diesem Kontext verfolgt,“ so der BASF-Experte  weiter. „Mit dem Beschichten wird eine gute Abschirmung des elektromagnetischen Feldes erreicht. Zudem bietet der Kunststoff den Vorteil zur Funktionsintegration im Bauteil. In prototypischen Vorserienprojekten mit Kunden konnte bereits gezeigt werden, dass Kunststoffgehäuse, die mittels dieses Verfahrens hergestellt wurden, leichter und wirtschaftlicher sind als vergleichbare Aluminiumdruckgussgehäuse.“

Leichtbau und Elektromobilität

Die Vielfalt der künftigen Mobilitätskonzepte und der Wandel zur emissionsfreien Mobilität erfordert auch nachhaltige Materialkonzepte. Die komplexen Anforderungen an ein Fahrzeugbauteil bieten weiterhin ein großes Einsatzpotential für Kunststoffe. bildquelle: VDI Wissensforum)

Die Vielfalt der künftigen Mobilitätskonzepte und der Wandel zur emissionsfreien Mobilität erfordert auch nachhaltige Materialkonzepte. Die komplexen Anforderungen an ein Fahrzeugbauteil bieten weiterhin ein großes Einsatzpotential für Kunststoffe. bildquelle: VDI Wissensforum)

Die dominierenden Themen Elektromobilität und Leichtbau wurden auch in den Vorträgen wie auch in der Ausstellung abgebildet. Außerdem waren einige Angebote für mehr Nachhaltigkeit und Recyclinglösungen für die Automobilindustrie zu entdecken. Trotz eines sehr interessanten Vortragsprogramms mit mehr als 50 Beiträgen, war die Zahl der Besucher im Vergleich zu den Vorjahren geringer. Die 120 Aussteller registrierten die Auswirkungen der schwachen Konjunktur in der Automobilindustrie, wenn auch die Qualität der Gespräche stets als sehr gut beschrieben wurde. Der Veranstalter, das VDI Wissensforum, zählte 1.400 Kongressteilnehmer aus 12 Nationen, 120 Aussteller und 80 Referenten.

Das neue Konzept der PIAE ist mutig. Allerdings bleiben noch weitere Schritte zu gehen für den Veranstalter. Bildquelle: VDI Wissensforum)

Das neue Konzept der PIAE ist mutig. Allerdings bleiben noch weitere Schritte zu gehen für den Veranstalter. Bildquelle: VDI Wissensforum)

Die Modifikation der Konferenz- und Ausstellungsstruktur wurde unterschiedlich bewertet. Während die Besucher die Kombination des neuen Vortragskonzepts aus zwei parallelen, inhaltlich angepassten Vortragssträngen, zahlreichen Workshops, Diskussionsrunden und World Cafés sowie einer Hands-on Area, die sehr positiv annahmen, wurde die damit verbundene leichte Entkopplung des Besucherstroms von der Ausstellung von den teilnehmenden Unternehmen weniger optimal bewertet.  Tagungsleiter Thomas Drescher, Kongressleiter und Leiter Fahrzeugtechnik, Konzernforschung / Elektronik und Fahrzeug, Volkswagen, Wolfsburg, reümierte: „Mit der Neugestaltung der PIAE möchten wir stärker auf die Wünsche der Besucher eingehen. Ein Mix aus Vortragssammlungen über den Programmausschuss, sowie ein Call for Papers hat die Qualität der Vorträge deutlich gesteigert. Aus meiner Sicht war diese PIAE 2019 ein großer Erfolg, den wir in 2020 mit leichten Modifikationen fortsetzen möchten.“  Die nächste PIAE 2020 findet vom 25. bis 26. März 2020 wieder in Mannheim statt.

Dr. Etwina Gandert

Über den Autor

Dr. Etwina Gandert

ist Redakteurin Plastverarbeiter.

etwina.gandert@huethig.de