Die spezifische Ausführung, z.B. bzgl. Raumdichte und Belastbarkeit, kann bei PUR-Schaumdichtungen genauso differenziert auf das jeweilige Produkt abgestimmt werden wie die Bauhöhe oder die notwendige Verformbarkeit. Das wirkt sich nicht nur auf die Langzeitsicherheit aus, sondern auch auf die Wirtschaftlichkeit bei der Montage in der Serienfertigung. (Bild: CeraCon GmbH)
03.06.2019 E-Mobility-Potenzial für 1K-Schaumdichtung
Dichtungen entlang der Wertschöpfungskette anders denken und realisieren
Mit der Neuausrichtung auf E-Mobilität verändern sich zugleich auch massiv die Anforderungen, die die Automobilhersteller an die Zulieferindustrie stellen werden: Die etablierte und bewährte „Supply Chain“ muss sich nicht nur neu sortieren, sondern in dem dahinterstehenden Selbstverständnis und der Aufgabenverteilung teilweise sogar ganz neu definieren. Das verändert auch den Blick auf die Potenziale von Dichtungslösungen, wie z.B. 1K-Schaumdichtungen.
Diese Herausforderung ist umso größer, als die den Zulieferern für innovative Neu- und Weiterentwicklungen zur Verfügung stehende Lernkurve diesmal zeitlich extrem knapp bemessen ist. Allein die jüngst verabschiedete EU-Richtlinie zur Senkung des CO2-Ausstoßes von Neuwagen um 37,5 % bis 2030 (im Vergleich zu 2021) lässt sich, z.B. nach Einschätzung von Automobilexperten, nur dann erreichen, wenn in 2030 etwa 40 % der Autos elektrisch angetrieben werden. Dieser Dynamik haben jetzt alle Wertschöpfungsstufen Rechnung zu tragen. Neben einem strategischen Innovationsmanagement, das sich ganz gezielt an den Entwicklungsvisionen der Automobilhersteller ausrichtet, gibt es für die spezialisierten Zulieferer dafür aber einen probaten Lösungsansatz: die Übernahme hoch qualifizierten Expertenwissens aus anderen Anwendungs- und Einsatzbereichen, um die anspruchsvollen Leistungs- und Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie trotz der kurzen Entwicklungszyklen auch künftig unmittelbar bedienen zu können – und zwar bis hin zur innovativen Weiterentwicklung bislang eher unbeachteter C-Teile wie Dichtungen.
Gerade an diesem Beispiel wird aber zugleich deutlich, wie sich durch die technologische Entwicklung auf dem Mobilitätssektor die Einstufung der Zulieferprodukte verschiebt: In Elektrofahrzeugen bekommen die Abdichtung elektrischer Verbindungen sowie die vibrationsfreie (Geräusch-)Dämmung gegen Schall-Emissionsquellen mittels Polyurethan (PUR)-Schaumdichtungen eine wesentlich stärkere Bedeutung, als dies bei konventionellen Fahrzeugen der Fall war und ist. Entsprechend hoch wird der Innovationsdruck, der auf solchen, fast ausnahmslos in Kombination mit anderen Produkten und Materialien eingesetzten Zulieferteilen ruht, die sich ihrerseits ja auch in einem enormen Tempo weiterentwickeln (müssen).
Diese Herausforderung ist umso größer, als die den Zulieferern für innovative Neu- und Weiterentwicklungen zur Verfügung stehende Lernkurve diesmal zeitlich extrem knapp bemessen ist. Allein die jüngst verabschiedete EU-Richtlinie zur Senkung des CO2-Ausstoßes von Neuwagen um 37,5 % bis 2030 (im Vergleich zu 2021) lässt sich, z.B. nach Einschätzung von Automobilexperten, nur dann erreichen, wenn in 2030 etwa 40 % der Autos elektrisch angetrieben werden. Dieser Dynamik haben jetzt alle Wertschöpfungsstufen Rechnung zu tragen. Neben einem strategischen Innovationsmanagement, das sich ganz gezielt an den Entwicklungsvisionen der Automobilhersteller ausrichtet, gibt es für die spezialisierten Zulieferer dafür aber einen probaten Lösungsansatz: die Übernahme hoch qualifizierten Expertenwissens aus anderen Anwendungs- und Einsatzbereichen, um die anspruchsvollen Leistungs- und Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie trotz der kurzen Entwicklungszyklen auch künftig unmittelbar bedienen zu können – und zwar bis hin zur innovativen Weiterentwicklung bislang eher unbeachteter C-Teile wie Dichtungen.
Gerade an diesem Beispiel wird aber zugleich deutlich, wie sich durch die technologische Entwicklung auf dem Mobilitätssektor die Einstufung der Zulieferprodukte verschiebt: In Elektrofahrzeugen bekommen die Abdichtung elektrischer Verbindungen sowie die vibrationsfreie (Geräusch-)Dämmung gegen Schall-Emissionsquellen mittels Polyurethan (PUR)-Schaumdichtungen eine wesentlich stärkere Bedeutung, als dies bei konventionellen Fahrzeugen der Fall war und ist. Entsprechend hoch wird der Innovationsdruck, der auf solchen, fast ausnahmslos in Kombination mit anderen Produkten und Materialien eingesetzten Zulieferteilen ruht, die sich ihrerseits ja auch in einem enormen Tempo weiterentwickeln (müssen).
Übertragbare Expertise nutzen
Die Bedeutung der überwiegend geschlossenzelligen, weichen PUR-Schaumdichtungen (Bild 1) für die E-Mobilität beruht auf den grundlegenden technischen Vorteilen, die diese Dichtungen aufgrund ihres Werkstoffs und ihrer Möglichkeiten der Verarbeitbarkeit mitbringen. Zu den Werkstoffeigenschaften zählen primär die hohe Reißfestigkeit, also mechanische Belastbarkeit, die nachgewiesene Dauerbelastbarkeit auch unter stark wechselnden thermischen Beeinflussungen sowie die Erfüllung spezieller Dichtigkeitsanforderungen selbst bei erheblichen Über- und Unterdrücken.
Zur Verarbeitbarkeit zählt die Möglichkeit zur direkten Applikation der 1K-PUR-Schaumdichtungen auf Produkte aus fast allen denkbaren (Leichtbau-)Werkstoffen. Das prädestiniert sie für Anwendungen wie Batterieabdeckungen, Steckerdichtungen oder als Abdichtung für Blenden oder Gehäuse. Gerade in den vergangenen Jahren und parallel zur Entwicklung der E-Mobilität – von E-Bikes über Hybridfahrzeuge bis hin zu reinen E-Fahrzeugen – hat sich dabei gezeigt, dass diese Anwendungen sukzessive immer anspruchsvoller, vor allem filigraner werden. Das erfordert seitens der PUR-Dichtmaterialien-Anbieter ein kontinuierliches Nachführen von Forschung und Entwicklung.
Dies gilt umso mehr, als es durch den für E-Mobile typischen Leichtbau regelmäßig zu neuen Werkstoff- und Materialkombinationen kommt, die nicht nur deutlich höhere Anforderungen an die eingesetzten Werkstoffe, sondern genauso an die jeweilige Verfahrenstechnologie stellen. Genannt seien hier z.B. PUR-Schaumdichtungen an Abdeckungen oder Gehäusen nicht mehr nur aus
Stahlblech oder Aluminium (Bild 2), sondern genauso an Abdeckungen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen – die mit den überwiegend geschlossenzelligen PUR-Schaumdichtungen von CeraCon Sealing systems prozesssicher versehen werden können.
Fokussiert auf die Entwicklungsziele des Automobilherstellers sind dafür vor allem die Expertise und Entwicklungskompetenz (Bild 3) gefragt, die CeraCon als Hersteller von 1K-PUR-Schaumdichtungen z.B. schon aus Anwendungsbereichen wie der Elektroindustrie oder der Mikroelektronik einbringen können. Das Potenzial, das PUR-Schaumdichtungen in Bezug auf eine raumsparende Dimensionierung, auf die geforderte Dichtheit als Schutz vor Schmutz und Nässe oder Geräuschübertragung einnehmen, kann dann voll ausgeschöpft werden, wenn die Details der Anwendung im Vorfeld durch kompetente Beratung entwickelt und gestaltet worden sind. Dazu zählen in erster Linie der zu erwartende Deformationsgrad, die definierte Abstimmung der notwendigen Dichtungshöhen, Montagedetails und minimierte Verbaukräfte, die sich spätestens bei der Montage unmittelbar auf die Dichtheit der Abdeckung oder des Steckers auswirken.
Gesamte Wertschöpfungskette sehen
Spätestens an dieser Aufzählung wird deutlich, wie sich die Bedeutung des vermeintlichen C-Teils „Dichtung“ mit dem Wandel hin zur Elektromobilität verändert – und wie notwendig damit eine möglichst frühzeitige Einbindung dieser Zulieferer in die Entwicklung der jeweiligen Fahrzeugkomponenten ist. CeraCon Sealing systems unterstützt daher bereits in der Startphase der Konstruktion sowohl bei der bedarfsgerechten Auswahl des geeigneten Dichtmaterials wie durch Unterstützung bei der prozess- und anwendungsoptimierten Konstruktion der abzudichtenden Bauteile.
So zahlt sich die gesammelte Erfahrung über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg aus. Die Expertise zu den Dichtungsstoffen und das Wissen um die zugehörige Aufschäumtechnik, die darauf passend zugeschnittene Automation, den geeigneten Aushärteverfahren bis hin zur effektiven Bauteil-Vorbehandlung schließen bei CeraCon also die komplette Verfahrenstechnologie mit ein. Das Ergebnis ist ein über alle Stufen hinweg genau abgestimmter, in sich geschlossener Entwicklungs- und Fertigungsprozess, der sich auf Kundenwunsch sogar über die Prototypen- und Vorserienfertigung bis zur wirtschaftlichen Großserienfertigung in eigenen Lohnschäumwerken im In- und Ausland erstrecken kann.
Fakten für Konstrukteure
• 1K-Schaumdichtungen bieten für viele Fragestellungen im Rahmen einer effizienten E-Mobility Antworten – vorausgesetzt, sie werden frühzeitig mit Experten entwickelt
Fakten für Einkäufer
• Der Einsatz von Flüssigdichtungen zieht veränderte Beschaffungsprozesse nach sich und wirkt sich kostensenkend durch eine höhere Produktionseffizienz aus
Fakten für Qualitätsmanager
• Hohe Prozesssicherheit auch bei filigranen Dichtapplikationen
Bild 1: PUR-Schaumdichtungen müssen bei den neuen Anwendungen deutlich häufiger als bisher mit alternativen Materialien kombiniert werden, hier appliziert auf eine Abdeckung aus Alu-Druckguss (Bild: CeraCon GmbH)
Bild 2: Durch den Umstieg auf die E-Mobilität verschieben sich auch in der Entwicklungsarbeit Präferenzen. So bekommen PUR-Schaumdichtungen einen ganz anderen Stellenwert als in der Vergangenheit, um so z.B. Schwingungen abzufangen oder elektrische Verbindungen zuverlässig (und wirtschaftlich) vor Nässe und Schmutz zu schützen (Bild: CeraCon GmbH)
