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Technologien, Materialien

Wie kann expandiertes Polypropylen die Automobilindustrie verändern?

10 September 2019

Obwohl die Technologie zur Verarbeitung von expandiertem Polypropylen (EPP) vergleichsweise neu ist, steigt die Zahl der Anwendungsmöglichkeiten in der Automobilindustrie rasant an. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Polypropylen sowie moderne Verarbeitungstechnologien bringen immer mehr Konzepte für eine Nutzung dieses Materials im Fahrzeugdesign hervor.

Expandiertes Polypropylen (EPP)
Expandiertes Polypropylen (EPP).

Am Anfang der Erfindung von EPP-Kunststoff stand die Notwendigkeit, starren Polyurethanschaum durch ein anderes Material zu ersetzen, da der Produktionsablauf dafür sehr schädlich für die Umwelt war und später bei der Entsorgung Probleme auftraten. Die erste Nutzung von expandiertem Polypropylen in der Fahrzeugproduktion erfolgte in den 80er-Jahren, als aus diesem Material eine Stoßstangenkomponente erzeugt wurde. Es zeigte sich, dass Polypropylen stark stoßdämpfende Eigenschaften hat und sich auch nach mehreren Zusammenstößen nicht verformt bzw. zerstört wird. Bis heute werden Teile, die der Sicherheit der Insassen dienen, wie Kopfstützen, Autositze für Kinder und Türfüllmaterial, das die Energie eines seitlichen Aufpralls absorbiert, aus diesem Material hergestellt. Doch die lange Liste der Anwendungsmöglichkeiten beschränkt sich nicht nur darauf. Zu den weiteren Eigenschaften von expandiertem Polypropylen gehören eine sehr hohe Plastizität, eine hervorragende Wärmedämmung und ein geringes Gewicht, wodurch das Gesamtgewicht des Fahrzeuges reduziert werden kann. Aus diesem Grund werden laufend immer umfassendere und kompliziertere Konzepte zur Nutzung von Polypropylen in der Automobilindustrie geschaffen.

Nutzung von expandiertem Polypropylen und Polystyrol – Ähnlichkeiten und Unterschiede

Expandiertes Polystyrol (EPS) ist in der Automobilindustrie ein sehr beliebtes und weithin bekanntes Material, das auch in der Konstruktion und Herstellung von Schutz- und Transportverpackungen verwendet wird, wenn eine gute Wärmedämmung erforderlich ist. Expandiertes Polypropylen (EPP) hingegen wird manchmal als Rohstoff für industriellere Nischenanwendungen angesehen. Äußerlich ähnelt es EPS, da es wie expandiertes Polystyrol in einem Schäumverfahren hergestellt wird, doch das war es dann auch schon mit den Ähnlichkeiten. Die Produktionstechnologie für EPP ist komplexer. Beim Schäumen von Polystyrol wird in der Regel Granulat mit Dampf erhitzt, wobei sich das Volumen mehr als verfünfzigfacht. Bei der EPP-Produktion wird Polypropylenharz mit anderen chemischen Stoffen verbunden und danach aufgeschäumt. Durch diese Zusatzstoffe wird die hervorragende Stoßfestigkeit von expandiertem Polypropylen sowie die Fähigkeit zur elastischen Rückformung erreicht.

Fünf Automobilkomponenten aus EPP, die Sie sicher kennen

EPP wird zur Herstellung von strapazierfähigen und funktionalen Werkzeugkästen verwendet
EPP wird zur Herstellung von strapazierfähigen und funktionalen Werkzeugkästen verwendet.

Je nach Anwendung kann expandiertes Polypropylen (EPP) in unterschiedlichen Dichten hergestellt werden. Wir bei Knauf Industries bieten zahlreiche Dichteversionen für die von uns hergestellten Automobilkomponenten an – von 15 bis zu 250 g/l.

Nachfolgend einige der wichtigsten Autoteile aus EPP:

  • Verpflichtende Fahrzeugausstattung seit 2018; vordere Kopfstützen, welche die Halswirbelsäule effektiv vor Verletzungen bei einem Unfall schützen und sich bei einem Aufprall nicht verformen,
  • Fußstützen, die eine korrekte Fußpositionierung des Fahrers beim Fahren sicherstellen, wodurch Probleme mit Blutzirkulation, Muskelermüdung und sogar Rückenschmerzen verhindert werden können,
  • Füllungen für Ellenbogenstützen als bequeme Armstütze für den Fahrer, die korrekt geformt werden, um Krämpfe und Schmerzen zu verhindern ,
  • Rücksitzkomponenten zur Gewährleistung von Komfort und Sicherheit der Passagiere, die das Gefühl von Luxus und Entspannung verleihen,
  • Werkzeugkisten für den sicheren Transport von Werkzeugen und Zubehör Da EPP einfach geformt werden kann, können Komponenten perfekt auf die Anforderungen und den Innenraum von Fahrzeugen angepasst werden.

Dieses Material ist nicht nur hoch plastisch und formbar, sondern kann auch einfach mit anderen Kunststoffen und Geweben verbunden werden. Dies ermöglicht eine wirtschaftlich effiziente Produktion von Komponenten aus mehreren Materialien mit den erwarteten funktionalen und ästhetischen Eigenschaften.

Siehe auch: Welches Material ist für die Mehrwegverpackung im Automobilbereich zu wählen?

Die Zukunft von expandiertem Polypropylen (EPP) in der Automobilindustrie

Car parts made from EPP have excellent insulating properties and can be joined with other materials.
Autoteile aus EPP bieten hervorragende isolierende Eigenschaften und können mit anderen Materialien verbunden werden.

Derzeit ist die Automobilindustrie der größte Konsument für EPP-Schäume. Die Nachfrage ist gestiegen, da die EU-Emissionsgesetze strenger geworden sind und Richtlinien zum Recycling von aus dem Verkehr gezogenen Fahrzeugen eingeführt wurden. Die Verwendung von Automobilkomponenten aus EPP ermöglicht eine Reduktion des Gesamtgewichts eines Fahrzeuges um bis zu 10 %. So kann der Kraftstoffverbrauch um 7 % reduziert und der Anteil von recyclingfähigen Materialien im Fahrzeug, die später wiederverwertet werden können, gleichzeitig erhöht werden. Der Markt für expandiertes Polypropylen wächst dynamisch. Vor nur drei Jahren wurden etwa 135 000 Tonnen verbraucht; laut Schätzungen wird der Bedarf im Jahr 2020 bereits 200 000 Tonnen erreichen. Ein weiterer Faktor, der das Wachstum dieser Branche antreibt, sind Elektrofahrzeuge, in denen EPP aufgrund seines geringen Gewichts sowie der hervorragenden Wärmedämmung und Energieabsorption eine wichtige Rolle spielt. Das Design von Elektrofahrzeugen muss jedoch noch leichter werden, um die für den Motorbetrieb erforderliche Leistung zu minimieren. Durch Türpanels, Dachverkleidungen und Matten aus expandiertem Polypropylen kann die Lufttemperatur im Innenraum konstant gehalten und so die idealen Bedingungen für den Akkubetrieb geschaffen werden. Durch die mechanische Festigkeit können Autoteile aus EPP auch eine stabilisierende, schützende und versteifende Funktion erfüllen, wobei gleichzeitig das Gewicht des Fahrzeuges reduziert wird. Es deutet also alles auf den Schluss hin, dass dieser leichte und widerstandsfähige Kunststoffschaum nicht nur Teil der Transformation im Fahrzeugbereich ist, sondern auch ein hervorragender „Antrieb“ für die kommende Revolution in der Automobilindustrie sein könnte.

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