Duroplastische Harze werden eine Schlüsselrolle beim Leichtbau von Fahrzeugen spielen

Stephen Moore | 11. August 2023

Das Formen von Duroplastharzen, das lange Zeit als rückläufig galt, wird von zwei japanischen Unternehmen als Verfahren mit großem Potenzial zur Gewichtsreduzierung in Elektrofahrzeugen (EVs) wiederbelebt. Der Hersteller von Spritzgießmaschinen Nissei Plastic und sein Entwicklungspartner Sumitomo Bakelite, ein Lieferant von duroplastischen Harzen, veranstalteten vom 2. bis 4. August 2023 eine interne Veranstaltung im Nagoya Congress Center in der Präfektur Aichi, bei der unter 230 verschiedenen duroplastischen Formgebungslösungen und mehr vorgestellt wurden Unternehmen aus der Automobilindustrie, darunter OEMs und Tiers. Aichi ist die Heimat von Toyota Motor- und Honda-Werken und gilt als Hauptstadt des Automobilbaus in Japan.

Traditionell wird in Japan das Duroplast-Spritzgießen verwendet, um relativ kleine Komponenten für den Elektrosektor zu formen, die typischerweise 150 g oder weniger wiegen. Nissei Plastic und Sumitomo Bakelite haben jedoch Komponenten mit einem Gewicht von 1 kg oder mehr für Anwendungen wie E-Achsen-Wechselrichterabdeckungen im Visier. Prototypenteile, die auf einer Duroplast-Spritzgusspresse vom Typ Nissei FWX760III-130BK unter Verwendung von aus Biomasse gewonnenem Phenolharz geformt wurden, bringen ein Gewicht von 1,4 kg auf die Waage, sind aber Berichten zufolge dennoch 50 bis 70 % leichter als herkömmliche Stahlabdeckungen und 20 bis 50 % leichter als Aluminiumversionen.

Im Gespräch mit PlasticsToday auf der Veranstaltung in Japan betonte Hozumi Yoda, CEO von Nissei Plastic, die Tatsache, dass sich die „760“ im Modellnamen der Maschine auf den Holmabstand von 760 x 760 mm bezieht und nicht auf die Schließkraft von 3.540 kN (360). Tonnen). „Im Allgemeinen sind wir der Meinung, dass Einspritzmaschinen für die jeweilige Anwendung tendenziell überdimensioniert sind, da Spritzgießer dazu neigen, das Harz mit hohem Druck durch den Einspritzzylinder zu drücken und dies beim thermoplastischen Spritzgießen durch eine höhere Schließkraft auszugleichen. " er erklärte. „Unser Ansatz besteht darin, den Einspritzdruck mithilfe unseres N-SAPLI-Niederdruckformsystems zu optimieren und die minimale Schließkraft aufzubringen.“

Das N-SAPLI-Steuerungssystem kann auch beim Duroplast-Formen eingesetzt werden, um den Fluss des flüssigen Polymers in die Form präzise zu steuern und so die Präzision des Endteils auf eine Toleranz von 0,3 mm zu erhöhen, verglichen mit den normalerweise erreichbaren 0,7 mm. „Wir streben eine Präzision von 0,2 mm an, indem wir N-SAPLI beim Spritzprägen eines duroplastischen Harzes anwenden“, fügte Yoda hinzu.

Ein weiterer Bereich, in dem Sumitomo Bakelite und Nissei Plastic Innovationen vorantreiben, ist die Verkapselung von Leiterplatten, die üblicherweise im teureren und weniger präzisen Transferformverfahren durchgeführt wird. Bei dieser Anwendung ist eine präzise Steuerung des Einspritzdrucks auf niedrigem Niveau von entscheidender Bedeutung, um Schäden an den Leiterplatten zu verhindern. „Normalerweise muss der Einspritzdruck auf weniger als 13 MPa begrenzt werden, und wir haben an unserer FNX110III-18AK-Presse gezeigt, dass wir den Druck im Bereich von 6 bis 10 MPa steuern können“, sagte Yoda.

Ein drittes duroplastisches Harz im flüssigen Silikonkautschuk (LSR) von Nissei Plastic hat Potenzial für Anwendungen in Abstandshaltern für Batteriezellen sowie wasserbeständigen Hochspannungsbatterieanschlüssen für Elektrofahrzeuge. Das aktuelle Material der Wahl für Abstandshalter für Batteriezellen, die die Zellausdehnung und -kontraktion beim Laden und Entladen ausgleichen, ist EPDM-Gummi.

Auf seiner internen Veranstaltung stellte Nissei Plastic die vollelektrische Presse NEX180III-5ELM mit einer Schließkraft von 180 Tonnen vor, die mit einem Dosiersystem von Elmet und einem eigenen Spiralkolbensystem ausgestattet ist, das die First-In/First-Out-Vorteile einer Inline-Presse vereint Schnecke mit der Dosiergenauigkeit eines Kolbensystems.

Im Bewusstsein, dass das Aufkommen von Festkörperbatterien eines Tages in der Zukunft die Materialanforderungen für Elektroantriebssysteme verändern könnte, schlug dieser Autor eine mögliche alternative Anwendung für die in Nagoya geformten Abstandshalter für Batteriezellen vor. Er nahm zwei Proben ordnungsgemäß entgegen, um sie zu seiner Basis in Singapur zurückzubringen, und verwendet sie derzeit als hitzebeständige Tischsets.

Anmerkung des Herausgebers: Stephen Moore, der Autor dieses Artikels, ist ein externer Direktor von Nissei Plastic.

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