3 zentrale Erkenntnisse vom Engineering Materials Forum 2024
Während des Engineering Materials Forum von Envalior am 27. Juni wurden die Teilnehmenden dieser kostenlosen Online-Veranstaltung mit Best Practices und inspirierenden Diskussionen über technische Werkstoffe und ihre Anwendungen versorgt. Das Forum bot 15 Experten-geführte Sessions mit umfassendem Know-how für Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Konstrukteurinnen und Konstrukteure, die sich für zukünftige Mobilität, Elektronik, Fertigung, Materialwissenschaften oder Produktentwicklung interessieren.
Während des Engineering Materials Forum von Envalior im vergangenen Monat erhielten die Teilnehmer dieses Online-Forums Einsicht in Best Practices und inspirierende Fachgespräche zu Kunststoffen und deren Anwendungen. Dieses kostenfreie, ganztägige virtuelle Forum bot 15 von Experten geführte Sessions mit umfangreichem Fachwissen für Ingenieure und Konstrukteure mit Interesse an zukünftiger Mobilität, Elektronik, Fertigung, Materialwissenschaft oder Produktentwicklung. Im Schwerpunkt wurde hervorgehoben, wie Kunststoffe den Weg zu nachhaltigeren und wirkungsvolleren Resultaten in vielfältigen Anwendungen ebnen.
Nach einer Eröffnungs-Session mit Envaliors CEO Calum Maclean, Vice President of Research and Development Krijn Dijkstra, und Director of Sustainability Günter Margraf, entschieden sich die Teilnehmer des virtuellen Forums zwischen zwei Tracks, welche die aktuellsten Themen im Bereich Kunststoffe behandelten. Track 1 umfasste Themen zu Wissenschaft und Dienstleistungen, während in Track 2 Innovationen und Anwendungen behandelt wurden.
Wie man die besten Werkstoffe auswählt, wenn PTFE nicht mehr verfügbar ist
Während der Sitzung „PTFE-freie Lösungen für tribologische Komponenten“ erklärten Envalior’s Marta Bach, Business Development Manager, und Adnan Hasanovic, Advanced Application Development Manager, dass Regulierungsbehörden wie die Europäische Chemikalienagentur Einschränkungen für die Verwendung von PTFE erwägen, das häufig zur Verminderung von Verschleiß und Reibung in tribologischen Anwendungen eingesetzt wird. Die Beschränkungen für PTFE könnten sich nicht nur auf Kunststoffe beschränken, sondern ebenso auf Industrieschmierfette und -öle ausweiten, die PTFE enthalten.
Es besteht eine hohe Nachfrage nach alternativen Werkstoffen, und Bach sowie Hasanovic diskutierten, wie die beste Werkstoffauswahl getroffen werden kann, wenn PTFE nicht eingesetzt werden darf. Beispielsweise ermöglicht Envalior’s Stanyl® es, dass bestimmte Anwendungen die Anforderungen hinsichtlich Verschleiß- und Reibungsverhalten auch ohne PTFE erfüllen – selbst unter anspruchsvollen tribologischen Einsatzbedingungen wie Ketten- und Riemenführungen, Zahnrädern, Käfigen für Wälzlager sowie Gleitlagern/Buchsen.
In automobilen Steuertrieb-Systemen liefert Stanyl® HGR3-W die geringste Reibung und niedrigsten Leistungsverluste durch Nebenaggregate in sowohl Verbrennungs- als auch Hybridantrieben, während Stanyl® TW341 und Stanyl® TW441 häufig den niedrigsten Verschleiß und die beste Lebensdauer bieten. Alle drei Typen sind PTFE-frei.
Die Forschungen von Envalior zeigten zudem, dass PTFE-freier Stanyl® einer Reibungserwärmung und Verschleiß besser widersteht als PTFE-haltige Alternativen wie PA66, POM und PPAs. Stanyl® erzielte auch in Kombination mit PTFE-freien Schmierfetten gute Ergebnisse, sodass eine vollständig PFAS-freie Systemlösung möglich ist.
Stanyl PA46 ist das hochtemperaturbeständigste Polyamid am Markt und verfügt über ein großes Potenzial, um pLeistungsanforderungen in vielen Anwendungen ohne den Einsatz von PTFE erfüllen“, schlussfolgerten Bach und Hasanovic.
Materialien, die Batteriezellen schützen und die allgemeine Fahrzeugsicherheit erhöhen
Bei der Auswahl geeigneter Materialien für die Konstruktion von Kunststoffkomponenten eines Batteriesystems betonte Julian Haspel, Experte für Advanced Development, New Mobility, dass technische Kunststoffe ein attraktives Kosten-Nutzen-Verhältnis, Funktionalität und ausgezeichnete elektrische Eigenschaften bieten.
In seiner Sitzung „Navigieren bei der Materialauswahl für Kunststoffteile von Batteriesystemen“ beleuchtete Haspel die wichtigsten Anwendungsbereiche von Batteriesystemen: Strukturkomponenten, Thermomanagement, das Ladesystem und HV-Komponenten.
Er führte aus, dass Gehäusekomponenten aus flammhemmendem Envalior PA6 Durethan® bieten eine kosteneffiziente Lösung zum Schutz von Batteriezellen, während die Anzahl der Bauteile minimiert, der Montageprozess vereinfacht und das Gewicht reduziert wird.
Für Strukturkomponenten empfahl Haspel, flammhemmende Typen nur dann auszuwählen, wenn sie unbedingt erforderlich sind, und dabei stets die korrekte UL94-Klassifizierung zu beachten.
„Moderne FR-Rezepturen weisen—je nach Eigenschaftsprofil—ähnliche Leistungen wie nicht-FR-Materialien auf“, sagte Haspel.
Für Thermomanagementsysteme bemerkte Haspel, dass das indirekte Wasser-Glykol-Kühlsystem derzeit Stand der Technik ist, der Trend jedoch zu einer direkten Kühlung durch Eintauchen in dielektrische Flüssigkeiten geht.
„Die nachgewiesene Kompatibilität von Kunststoff und dielektrischer Flüssigkeit ist entscheidend für die Funktion und Sicherheit über die gesamte Fahrzeuglebensdauer“, so Haspel. „Das Produktportfolio von Envalior zeigt eine gute Kompatibilität mit dielektrischen Flüssigkeiten: Schlagzähigkeit, Steifigkeit, Festigkeit und Dimensionsstabilität bleiben auf sehr hohem Niveau, der VergleichIndex für Kriechstromfestigkeit und spezifische Widerstände werden nicht beeinflusst, und Compounds mit Flammschutzsystem behalten ihre ursprüngliche UL-Klassifizierung bei.
Wie Daten die Auslegung von Hochspannungs-Konstruktionen unterstützen können
In der Sitzung „Elektrische Widerstandsfähigkeit und Hochspannungs-Durchschlagsfestigkeit von Polyamiden, Polyestern und PPS“ präsentierte Rob Janssen, Principal Scientist Functional Material Properties bei Envalior, Daten zur spezifischen Widerstandsfähigkeit und Durchschlagsfestigkeit von Thermoplasten sowie den Zusammenhang zwischen spezifischer Widerstandsfähigkeit eines Thermoplasts und dessen Hochspannungs-Durchschlagseigenschaften.
Janssen erklärte, dass PA, PBT und PPS – alle teilkristallinen Polymere – eine amorphe Phase mit einer Glas-Gummi-Übergangstemperatur aufweisen. Oberhalb dieser Temperatur, wenn sich das Polymer im gummielastischen Zustand befindet, fließt beim Anlegen einer Gleichspannung ein geringer Strom. Das elektrische Feld treibt dabei den Ladungsträgertransport.
"Die Ladungsträgerbewegung ist in der glasigen Phase stärker eingeschränkt und in der gummielastischen Phase weniger eingeschränkt; daher ist der Strom in der gummielastischen Phase höher", sagte Janssen.
Er ergänzte, dass der Widerstand von Temperatur, relativer Luftfeuchte und Frequenz der angelegten Spannung abhängt. PBT und PPS weisen laut Janssen eine sehr konstante und robuste elektrische Performance unabhängig von den Umgebungsbedingungen auf.
"Die elektrische Performance von Polyamiden nimmt oberhalb der Glas-Gummi-Übergangstemperatur ab, jedoch sind die Widerstandswerte und unteren Grenzwerte der Durchschlagsfestigkeit (bei 85°C/85% r. F.) gut charakterisiert. Diese Daten können daher genutzt werden, um Hochspannungs-Konstruktionen gezielt auszulegen", so Janssen.
Zu den weiteren Themen, die auf dem Forum behandelt wurden, zählten „Materiallösungen für die Transformation...g Heizungs- und Kühlungsindustrie im Wohnungsbau“, „Sicherheit im automobilen Bauteildesign: CAE Materialkarten für Crashtestsimulationen“, „Erkundung fortschrittlicher Schweißtechnologien für technische Werkstoffe“, und „Technische Werkstoffe für herausragende NVH-Performance“.
Klicken Sie hier, um alle EMF-Sitzungen auf Abruf anzusehen.
EMF 2024 Sitzungen ansehen
Das TechXchange Engineering Materials Forum ist abgeschlossen, aber Sie haben weiterhin die Möglichkeit, exklusiven On-Demand-Zugriff auf alle Präsentationsaufzeichnungen und die dazugehörigen Foliensätze zu erhalten.