Mit einem Partikelschaum aus m-PPE bietet Asahi Kasei einen Leichtbauwerkstoff für Batterien in Elektroautos.
Mit Sunforce, einem Partikelschaum aus m-PPE (modifizierter Polyphenylenether) hat der japanische Konzern Asahi Kasei ein Material entwickelt, um Sicherheit, Effizienz, Größe und Gewicht von Batterien in Autos mit Elektromotoren zu optimieren.
Lithium-Ionen-Akkus entfalten ihre volle Kapazität erst bei einer bestimmten und stabilen Temperatur. Aus diesem Grund werden bei Fahrzeugen mit Elektromotoren sowohl Heiz- als auch Kühlgeräte in den Batteriepack eingebaut. Ein gutes Thermomanagement ist wichtig, denn das Erreichen der richtigen Temperatur kostet viel Energie. Gleichzeitig stehen Brandschutz und Crashverhalten ganz oben auf der Agenda der OEMs.
m-PPE-Schaum Sunforce als Kernmaterial zwischen carbonfaserverstärkten Deckschichten. Foto: Asahi Kasei
Im Vergleich zu herkömmlichen Schaumstoffen aus Polystyrol oder Polyolefin verleiht der Einsatz von m-PPE dem Schaumstoff besonders vorteilhafte Eigenschaften für das Wärmemanagement und den Brandschutz. Der Schaumstoff wurde als erster seiner Art mit der Brandschutzklasse UL 94 V-0 zertifiziert. Darüber hinaus bietet der Partikelschaum eine sehr gute Wärmedämmung und wirkt gleichzeitig als leichtes, stoßdämpfendes Material für Fahrzeugbatterien.
Die genannten Eigenschaften ermöglichen den Einsatz von Sunforce in Bereichen, die über konventionelle Schäume hinausgehen. Dabei eignet sich das Produkt für den Einsatz in Autobatteriegehäusen, leichten Stoßdämpfern, Sandwich-Verbundkernen mit Kohlefaserverstärkung und für Wärmedämmanwendungen.
Vorteile bietet der Partikelschaum auch bei der Verarbeitung: Er erfolgt im Steamforming-Verfahren, bei dem die Schaumperlen in eine Form gefüllt, expandiert und gleichzeitig mit der Wärme des Dampfes verschmolzen werden. Im Vergleich zum Spritzgießen benötigt das Dampfgießen deutlich weniger Druck. Dies ermöglicht die Verwendung einer kostengünstigen Aluminiumform; ein Stahlwerkzeug für den Spritzguss ist fünf- bis zehnmal so teuer. Außerdem kann der Rohstoffeinsatz reduziert werden.
Elektronikmodul aus m-PPE-Schaum: hohe Flammwidrigkeit, gute Wärmedämmung, geringes Gewicht und gleichzeitig stoßdämpfend. Foto: Asahi Kasei
Eine hohe Maßhaltigkeit ist ein Schlüsselfaktor. Sunforce nutzt die Eigenschaften des m-PPE-Kunststoffs mit seinem im Vergleich zu anderen Polymeren geringen Längenausdehnungskoeffizienten. Die Temperatureinflüsse im Herstellungsprozess sind relativ gering – was eine sehr präzise und präzise Produktgestaltung mit komplexen Strukturen ermöglicht. Gleichzeitig ermöglicht die geringe Größe der Schaumkügelchen die Bildung dünner Wände bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit und Steifigkeit.
Mit einem breiten Portfolio an Hochleistungsmaterialien wie technischen Kunststoffen, Synthesekautschuken, technischen Fasern und Produkten für Hochleistungsbatterien verstärkt Asahi Kasei Europe seine Aktivitäten in Europa: Die europäische Automobilindustrie ist ein klares und erklärtes Ziel – die Sunforce Partikelschaum spielt dabei eine Schlüsselrolle.
„Wir werden die Anwendungsentwicklung und das technische Marketing von Sunforce in Deutschland und Europa stärken. Hier haben wir Batterieteile, Automobilelektronik und Composite-Kernanwendungen für Exterieur- und Interieurteile im Blick. Der Fokus liegt weiterhin auf Medizinprodukten und elektronischen Produkten“, erklärt Nobuhiro Kikuchi, Manager für Sunforce bei Asahi Kasei Europe.
Die Marketingaktivitäten auf dem europäischen Markt begannen 2016 mit der Gründung der Europazentrale Asahi Kasei Europe in Düsseldorf. Zusammen mit seinem kürzlich vorgestellten Polyamidschaum präsentiert sich das Unternehmen Sunforce nun auf der K-Messe 2019 in Düsseldorf.
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