Ein gutes Auto zeichnet sich schon lange nicht mehr allein durch seine Motorleistung aus: Sicherheit und Komfort sind mindestens ebenso wichtige Kaufargumente. Beide lassen sich durch Polyurethane (PUR) steigern: Mit eigens für die Hohlraum-Ausschäumung entwickelten Materialien, die Automobilzulieferer aus Polyurethan-Rohstoffen der Bayer MaterialScience AG herstellen. So erhöht ein neues, unter der Bezeichnung Bayfill® ST angebotenes System die Steifigkeit von tragenden Karosseriebestandteilen; ein weiterer, unter dem Namen Bayfill® NV vermarkteter PUR-Schaumstoff unterbindet zuverlässig die Weiterleitung von Schallemissionen durch Hohlräume. Beide Systeme lassen sich zudem einfach und wirtschaftlich verarbeiten.
„Hochwertige Automobile bleiben dem Autofahrer nach der Probefahrt oft durch einen unverwechselbaren Sound in Erinnerung, der nicht selten in eigenen Schallräumen entwickelt wird“, sagt Klaus-W. Huland, Polyurethan-Experte bei Bayer MaterialScience. Unerwünschte Resonanzen, die durch Mitschwingen der Luftsäule in Karosseriehohlräumen und Schallweiterleitung durch diverse „Sound Channels“ entstehen, sind als Kontrapunkt zum satten Brummen des leistungsfähigen Antriebs nicht mehr erwünscht.
„Diesen Herausforderungen kann man jedoch schnell beikommen, wenn man diese Hohlräume ausschäumt“, erläutert Huland. „Idealerweise sollte dies mit einem Schaumstoff geschehen, der nicht nur leicht ist, sondern die Profile und Hohlräume fugenlos ausfüllt – und dies möglichst ohne großen Mehraufwand bei der Fertigung.“ Die Lösung, die Bayer MaterialScience nun präsentiert, leistet genau dies: Das Polyurethan-System Bayfill® NV – „NV“ steht für „Noise and Vibration“ – wird einfach über eine entsprechende Öffnung in den Hohlraum eingefüllt. Dort expandiert das Material selbständig, wobei es den Resonanzraum bis zu dem gewünschten Maße ausfüllt und sich dabei spezifisch jeder Struktur anpasst. „Im Vergleich zu konkurrierenden schalldämmenden Materialien besitzt unser Polyurethansystem entscheidende Vorteile“, so Huland. „Da Polyurethane im Rohzustand flüssig sind, erreichen sie schnell und effektiv selbst entlegene Stellen im Hohlraum. Dadurch entfällt die umständliche Fertigung vorgeformter Einleger in eigenen, kostenaufwändigen Werkzeugen.“ Darüber hinaus überzeugt die wirtschaftliche Polyurethan-Lösung von Bayer MaterialScience durch geringe Dichten im expandierten Zustand, die helfen, das Fahrzeuggewicht so niedrig wie möglich zu halten.
Auf die hocheffektive Hohlraum-Ausschäumung ist auch die zweite Neuheit von Bayer MaterialScience zugeschnitten: Bayfill® ST – ST steht für „Structural“. „Bayfill® ST hilft, die Steifigkeit und Biegefestigkeit von tragenden Karosseriebauteilen wie A-, B- und C-Säulen, Quer- und Längsträgern und Schwellern zu erhöhen“, so Huland. Auch hierzu werden die Stahlprofile mit einem Polyurethan-Hartschaum ausgefüllt – der für diesen Einsatz jedoch auf optimale Steifigkeit ausgelegt wurde. Beim Aufschäumen geht der Hartschaum, dessen Rohdichte auf Werte zwischen 200 und 600 kg/m3 eingestellt werden kann, eine feste, dauerhafte Verbindung mit der Metalloberfläche ein. Dieser Verbund setzt äußeren Kräften einen zusätzlichen Widerstand entgegen. Dadurch wird die Stabilität des Trägers gesteigert – ähnlich wie manche Pflanzen die Stabilität ihrer Stängel durch eine leichte, aber effektive „Füllung“ erhöhen. „Dies kann man im Automobilbau dazu nutzen, das Gewicht der Träger zu senken – oder aber die Strukturfestigkeit und Sicherheit des Fahrzeugs unter Beibehaltung des Gewichts signifikant zu erhöhen“, so Huland.
Zusätzlich zu ihren stabilisierenden Eigenschaften zeichnen sich die Bayfill® ST Hartschaumstoffe durch ein sehr hohes Energieaufnahmevermögen aus, wie Klaus-W. Huland und seine Kollegen in ersten Simulationsrechnungen und Crashversuchen in Zusammenarbeit mit spezialisierten Prüfinstituten belegen konnten. Denn Bayer MaterialScience versteht sich ausdrücklich nicht nur als Rohstofflieferant, sondern als Forschungskonzern, der seinen Partnern in der Industrie hilft, sich durch langjährige Erfahrung und Know-how Wettbewerbs-vorteile zu erarbeiten und zu erhalten. „Für uns ist wichtig, das jeweilige Polyurethan-System mit dem Anwender gemeinsam zu entwickeln – indem wir ihm helfen, zum Beispiel Bayfill® NV auf sekundengenaues Aushärten auszulegen und Bayfill® ST exakt auf eine gewünschte Anwendung abzustimmen. Denn jeder Kunde hat seine eigene Philosophie – dem tragen wir mit unseren leistungsfähigen, individuellen Entwicklungsangeboten Rechnung. Und sicher gibt es auch Anwendungen für unsere Schaumstoffe, an die wir bis jetzt noch gar nicht gedacht haben. Auf diese Herausforderungen freuen wir uns“, so Huland.
Polyurethan-Hartschaum auf Basis von Bayfill® ST von Bayer MaterialScience hilft, die Steifigkeit und Biegefestigkeit von tragenden Karosseriebauteilen zu erhöhen, ohne dabei deren Gewicht signifikant zu erhöhen. - Foto: Bayer MaterialScience AG
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