DuPont: Hochleistungskunststoffe für Anwendungen unter der Nissan-Motorhaube

Nissan verwendet jetzt technische Kunststoffe von DuPont (www.dupont.de) für den Ventildeckel und die vordere Motorabdeckung der 2,5-l-Turbodieselmotoren der Modelle Pathfinder und Navara. Der Einsatz von glasfaserverstärktem Minlon® PA66 und glasfaserverstärktem Zytel® PA ermöglicht gegenüber dem konventionell eingesetzten Aluminium eine Gewichtsreduktion von ca. 40 % sowie eine Verringerung der Fertigungskosten von 30 bis 35 %.

Der Ventildeckel ist 47,5 cm lang, 22,5 cm breit und wiegt ca. 1250 g. Er besteht aus einem mineralgefüllten und mit Glasfasern verstärkten Minlon® PA66, das eine sehr hohe Steifigkeit und Festigkeit, geringen Verzug und hohe Dimensionsstabilität besitzt – Eigenschaften, die für einen korrekten und dichten Sitz des Ventildeckel und damit zuverlässigen Schutz der darunter liegenden Ventilsteuerung sorgen und den Austritt von Schmieröl verhindern. Zudem ist der Werkstoff beständig gegen die hohen Einsatztemperaturen von bis zu 150 °C sowie heißem Motoröl und anderen Chemikalien.

Für die ca. 44 cm lange, 20 cm breite und 500 g ,leichte‘ vordere Motorabdeckung, die – wie der Ventildeckel – schützt und dichtet, kommt ein mit 30 Gew.-% Glasfasern verstärktes Zytel® Polyamid zum Einsatz. Ausschlaggebend für die Wahl des Werkstoffs war auch hier seine hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie seine mechanische Festigkeit, denn die Abdeckung wird mittels Bolzen mit dem Motorblock verbunden und ist im täglichen Betrieb hohen dynamischen Kräften ausgesetzt.

Entwickelt wurden beide Komponenten von der Maier S. Coop, Guernica/Spanien, in Zusammenarbeit mit Fagor Ederlan, Eskoriatza/Spanien, die beide zur spanischen Mondragón Corporación Cooperativa (MCC), Mondragón, gehören. Ziel dieses Projekts war die Reduktion des Bauteilgewichts sowie eine Senkung der Produktionskosten im Vergleich zu Aluminium. Dazu Mario Ordoñez, bei Meier verantwortlich für neue Werkstoffe: „Die aus Hochleistungskunststoffen von DuPont spritzgegossenen Teile besitzen eine ähnliche Maßhaltigkeit und vergleichbare mechanische Eigenschaften wie solche aus Aluminiumdruckguss. Zudem sind sie um ca. 40 % leichter, und sie ermöglichen eine Verringerung der Produktionskosten um 30 bis 35 %.“ Technische Unterstützung bei der Entwicklung bekam Maier von Fagor Ederlan, die eine langjährige Erfahrung bei der Konstruktion von Ventildeckeln aus Aluminium besitzen.

In enger Zusammenarbeit mit Maier führte DuPont ausführliche Finite-Elemente-Analysen (FEA) durch und beriet bei der Positionierung der Anspritzpunkte sowie bei der Optimierung des Fließverhaltens und der Verarbeitung. Vom Institut für Angewandte Automobilforschung (IDIADA) in Barcelona durchgeführte Test haben gezeigt, dass die Kunststoffbauteile die strengen Anforderungen von Nissan in Bezug auf die Wärmealterung, die Materialermüdung sowie die mechanische Festigkeit erfüllen.

DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH, Bad Homburg v.d.H.

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