Freudenberg Sealing Technologies (FST) hat seine Kunststoff-Kompetenz in den vergangenen Jahren systematisch gestärkt. Dies trägt im Transformationsprozess hin zur Elektromobilität Früchte. Ein Beispiel: Der erste Serienauftrag für Thermal Barriers von einem großen Automobilhersteller (OEM).
Die beiden Teile wirken auf den ersten Blick wenig spektakulär: eine kreisrunde Kappe mit einer Öffnung als Kabeldurchführung am Kopfende sowie eine Hülse. Das Außergewöhnliche ist bei beiden Bauteilen der Kunststoff, aus dem sie gefertigt sind. Dieses Material hat Freudenberg entwickelt, es trägt den Namen Quantix Ultra. „Es ist ein Thermoplast mit duroplastischen Eigenschaften,“ erklärt Matthias Hauer, Kunststoffexperte bei Technology & Innovation (T&I).
Praktisch ausgedrückt bedeutet dies: Bei Hitze schmilzt der Kunststoff nicht, sondern verhärtet und behält seine Form. Das Material eignet sich daher perfekt als unbrennbare thermische Barriere, die ein Ausbreiten eines Brands im Batteriekasten oder an anderen stromführenden Teilen eines Elektrofahrzeugs verhindert. Solche Sicherheitstechnik ist an Bord von Elektrofahrzeugen unerlässlich – und FST platziert sich damit als innovativer Partner der Automobilindustrie und erschließt sich neue Geschäftsfelder. Im konkreten Fall umhüllen Hülse und Kappe ein Kabel als Brandschutz.
„Die Bauteile befinden sich aktuell zur Qualifizierung beim Kunden“, berichtet Hauer. Genau hier beginnt der zweite Teil dieser Erfolgsgeschichte. FST bietet seinen Kunden nicht nur den passenden Werkstoff für solche im Markt einzigartigen Thermal Barriers. FST kann solche Teile auch extrem schnell entwickeln und seinen Kunden zur Verfügung stellen. Im konkreten Fall vergingen nur einige Wochen von der Idee bis zum serienreifen Prototyp.
Möglich macht dies zuallererst das vor wenigen Jahren eingerichtete Kunststoff-Labor von T&I in Weinheim. Dessen Herzstück ist ein Spritzgussvollautomat, der mit einem von FST entwickelten Werkzeug-Konzept, dem „Pilot Mold Concept“, arbeitet. FST kann auf dieser Anlage für jedes neuentwickelte Kunststoffbauteil stets auf dieselbe Werkzeugstammform zurückgreifen. Darin werden dann immer nur die bauteilspezifischen Kavitäten eingesetzt. „Wir müssen nicht für jedes neue Bauteil aufwändig und kostenintensiv ein komplett neues Werkzeug fertigen“, verdeutlicht Hauer. Die Kavitätseinsätze liegen als vorgefertigte Halbzeuge auf Lager und können dann schnell für das entsprechende Produkt in Form gebracht werden. In diesem Fall war dafür der FST-Werkzeugbau (Toolshop) im amerikanischen Northfield zuständig.
Der Spritzgussvollautomat von T&I hat auch verfahrenstechnische Vorteile. Die Schmelze wird durch einen Heißkanal über einen Nadelverschluss direkt in die Kavität eingespritzt: ohne Anguss, das heißt ohne Abfall, Fachbegriff „engineered waste“. Dies ist effizient. Und es ist nachhaltig, besonders bei einem Material, das sich – wie Quantix Ultra – nicht regranulieren lässt. Hinzu kommt, dass die auf dem Spritzgussautomaten hergestellten Prototypen Serienqualität haben. „Wir können schon mit den Prototypen die Qualifizierung beim Kunden fahren. Der Schritt in die Serie ist danach ein ganz kurzer“, verdeutlicht Hauer.
Hochleistungskunststoff als vorrangiges Alleinstellungsmerkmal
Die ersten Teile der Neuentwicklung entstanden in Weinheim. Die sogenannte Nullserie von 5.000 Stück wurde mit derselben Kavität bereits am Standort Pinerolo in Italien gefertigt. Hier wird auch die Serienproduktion starten. Das endgültige Serienwerkzeug wird dafür – wie die Fachleute sagen – „hochskaliert“, das heißt, es erhält mehrere Kavitäten für größere Stückzahlen und eine höhere Produktivität.
„Unser Hochleistungskunststoff ist unser vorrangiges Alleinstellungsmerkmal. Ein weiterer wichtiger Wettbewerbsvorteil für uns ist, dass wir dieses Material sehr schnell in konkrete Produkte umsetzen können, maßgeschneidert auf die jeweilige Kundenanwendung. Im interdisziplinären Zusammenspiel von Verkauf, Vorausentwicklung, Werkzeugbau und unseren Lead Centern in aller Welt bilden wir die gesamte Wertschöpfungskette in der Produktentwicklung intern ab. Das macht uns schnell und agil, auch bei radikal neuen Produkten wie Thermal Barriers, die wir zuvor überhaupt nicht im Portfolio hatten“, fasst Dr. Tim Leichner, Produktvorausentwicklung T&I, zusammen. Der nächste Auftrag für solche neuen sicherheitsrelevanten Produkte aus dem Hochleistungskunststoff befindet sich bereits in Bearbeitung.
