Die weit verbreiteten Anwendungen von PEEK-Spezialkunststoffen im Automobilbereich
In der dynamischen und äußerst wettbewerbsorientierten Automobilindustrie, in der technologische Fortschritte die Leistung, Sicherheit und Effizienz von Fahrzeugen neu definieren, haben sich spezielle technische Kunststoffe aus PEEK (Polyetheretherketon) als revolutionäres Material herausgestellt, das in einer Vielzahl von Anwendungen Einzug hält.
1. Motorkomponenten
1.1 Motorinnenabdeckungen
Der Motorraum eines Automobils ist eine raue Umgebung, geprägt von hohen Temperaturen, starken Vibrationen und der Einwirkung verschiedener Chemikalien. Spezielle technische Kunststoffe aus PEEK werden zunehmend für die Herstellung von Motorinnenabdeckungen eingesetzt. Mit einer Dauergebrauchstemperatur von bis zu 260 °C hält PEEK den hohen Temperaturen im Motor problemlos stand. Diese hohe Temperaturbeständigkeit schützt nicht nur die Integrität der Innenabdeckung, sondern trägt auch zur Aufrechterhaltung einer optimalen Motorleistung bei.
Im Vergleich zu herkömmlichen Metallgehäusen bieten PEEK-Motorinnenabdeckungen erhebliche Gewichtseinsparungen. Eine Gewichtsreduzierung trägt direkt zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz bei, da der Motor weniger Energie zum Bewegen des Fahrzeugs aufwenden muss. Beispielsweise kann bei einer Mittelklasselimousine der Austausch einer metallischen Motorinnenabdeckung durch eine spezielle PEEK-Konstruktionskunststoffabdeckung zu einer Gewichtsreduzierung von mehreren Kilogramm führen, was zu einer spürbaren Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs führt.
1.2 Ventilkomponenten
Ventilsitze und Ventilführungen in Motoren sind extremen mechanischen Belastungen, hohen Temperaturen und schnellen Hin- und Herbewegungen ausgesetzt. Die bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften von PEEK, darunter hohe Zugfestigkeit und ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit, machen es zum idealen Werkstoff für diese Komponenten. PEEK-Ventilsitze halten den wiederholten Stößen der Ventile besser stand und reduzieren so den Verschleiß. Dies führt zu längeren Wartungsintervallen und erhöhter Zuverlässigkeit des Motors.
Darüber hinaus minimieren die selbstschmierenden Eigenschaften von PEEK die Reibung zwischen Ventil und Führung, was für einen reibungslosen Betrieb entscheidend ist. Dies verbessert nicht nur die Motoreffizienz, sondern reduziert auch den Energiebedarf für die Ventilbetätigung und trägt so insgesamt zur Kraftstoffeinsparung bei.
2. Antriebsstrangkomponenten
2.1 Lager
Automobillager sind wichtige Komponenten, die einen reibungslosen Lauf gewährleisten und hohe Lasten im Antriebsstrang tragen. PEEK-Lager erfreuen sich aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaftskombination großer Beliebtheit. Ihre hohe Verschleißfestigkeit gewährleistet eine lange Lebensdauer, selbst bei hohen Drehzahlen und hohen Belastungen. Im Getriebe eines Hochleistungssportwagens, wo die Lager bei schnellen Gangwechseln hohen Kräften ausgesetzt sind, können PEEK-Lager ihre Integrität und Leistung über lange Zeiträume bewahren.
Die selbstschmierende Eigenschaft von PEEK reduziert den Bedarf an übermäßiger Schmierung, was nicht nur kostengünstig, sondern auch umweltfreundlich ist. Darüber hinaus sind PEEK-Lager korrosionsbeständig gegenüber Motorölen und anderen Verunreinigungen, was ihre Langlebigkeit im komplexen Automobilumfeld weiter erhöht.
2.2 Kupplungszahnringe
Kupplungszahnringe spielen eine entscheidende Rolle bei der Drehmomentübertragung zwischen Motor und Getriebe. PEEK-Kupplungszahnringe bieten eine hervorragende Verschleiß- und Abriebfestigkeit und gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb beim Ein- und Auskuppeln. Dank ihrer hohen Festigkeit erfüllen sie die hohen Drehmomentanforderungen moderner Motoren.
Während des Schaltvorgangs reduziert die glatte Oberfläche der PEEK-Zahnringe Geräusche und Vibrationen und verbessert so das Fahrerlebnis. Darüber hinaus sorgt die Dimensionsstabilität von PEEK dafür, dass die Zahnringe auch bei unterschiedlichen Temperaturen und Belastungen ihre präzise Form behalten und so eine gleichbleibende Kupplungsleistung gewährleisten.
3. Abdichtung und Dichtungstechnik
3.1 Motordichtungen
Motordichtungen sind unerlässlich, um das Austreten von Motoröl, Kühlmittel und anderen Flüssigkeiten zu verhindern. PEEK-Dichtungen sind in dieser Hinsicht dank ihrer hervorragenden chemischen Beständigkeit äußerst effektiv. Sie halten einer Vielzahl aggressiver Chemikalien in Motorölen, Kühlmitteln und Kraftstoffen stand, ohne aufzuquellen, zu schrumpfen oder sich zu zersetzen.
In Hochleistungsmotoren, die bei hohen Temperaturen und Drücken betrieben werden, sorgen PEEK-Dichtungen für eine dichte Abdichtung und verhindern Flüssigkeitslecks, die andernfalls zu Motorschäden führen könnten. Ihre Fähigkeit, sich an unregelmäßige Oberflächen anzupassen und unter dynamischen Bedingungen eine konstante Abdichtung aufrechtzuerhalten, macht sie gegenüber herkömmlichen Dichtungen auf Gummi- oder Metallbasis zur bevorzugten Wahl.
3.2 Dichtungen
PEEK-Dichtungen werden in verschiedenen Automobilanwendungen eingesetzt, beispielsweise zwischen Zylinderköpfen und -blöcken. Diese Dichtungen müssen hohen Drücken und Temperaturen standhalten und gleichzeitig zuverlässig abdichten. Dank der hohen Temperaturbeständigkeit behält PEEK seine Dichteigenschaften auch bei Höchstleistung des Motors.
Die Kompressibilität und Elastizität von PEEK-Dichtungen gewährleisten, dass sie alle Lücken zwischen den Kontaktflächen effektiv füllen und so Leckagen verhindern. Darüber hinaus sind PEEK-Dichtungen im Vergleich zu Metalldichtungen leicht und tragen so zur Reduzierung des Gesamtgewichts des Fahrzeugs bei.
4. Brems- und Klimaanlagen
4.1 Komponenten des Bremssystems
Im Bremssystem können spezielle technische Kunststoffe aus PEEK zur Herstellung von Komponenten wie Bremskolben und Bremsbelägen verwendet werden. PEEK-Bremskolben bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, was entscheidend ist, da sie ständig der Bremsflüssigkeit ausgesetzt sind, die mit der Zeit korrosiv wirken kann. Dank ihrer hohen Festigkeit halten sie dem beim Bremsen entstehenden Hydraulikdruck stand und gewährleisten so eine zuverlässige und konstante Bremsleistung.
PEEK-Bremsbeläge sind für ihre hohe Temperaturbeständigkeit und ihre hervorragenden Reibungseigenschaften bekannt. Sie können unter extremen Bremsbedingungen einen stabilen Reibungskoeffizienten beibehalten und so für bessere Bremskraft und kürzere Bremswege sorgen. Darüber hinaus erzeugen PEEK-Bremsbeläge im Vergleich zu herkömmlichen Bremsbelägen weniger Lärm und Staub, was das Fahrerlebnis insgesamt verbessert und die Umweltbelastung reduziert.
4.2 Klimaanlagenkomponenten
Die Klimaanlage eines Autos arbeitet in einem breiten Temperatur- und Druckbereich. PEEK-Komponenten wie Dichtungen und Ventile in der Klimaanlage halten den rauen Umgebungsbedingungen durch Kältemittel und Temperaturschwankungen stand. PEEK-Dichtungen verhindern Kältemittellecks und gewährleisten so den effizienten Betrieb der Klimaanlage.
PEEK-Ventile steuern den Kältemittelfluss präzise und ermöglichen so eine präzise Temperaturregelung im Fahrzeug. Ihre Korrosionsbeständigkeit gegenüber Kältemitteln und anderen in der Klimaanlage verwendeten Chemikalien gewährleistet eine lange Lebensdauer und zuverlässige Leistung.
5. Außenkomponenten
5.1 Stoßfänger
Stoßfänger sind so konstruiert, dass sie bei Kollisionen Energie absorbieren und ableiten und so Fahrzeug und Insassen schützen. PEEK-Stoßfänger bieten eine einzigartige Kombination aus hoher Festigkeit und Schlagfestigkeit. Bei einem Aufprall mit geringer Geschwindigkeit kann sich ein PEEK-Stoßfänger verformen und die Aufprallenergie absorbieren, wodurch Schäden an der Karosserie reduziert werden.
Die hervorragende Dimensionsstabilität von PEEK gewährleistet, dass der Stoßfänger auch unter extremen Umgebungsbedingungen wie extremer Hitze, Kälte und UV-Strahlung seine Form und sein Aussehen behält. Darüber hinaus lassen sich PEEK-Stoßfänger problemlos in komplexe Formen bringen, was mehr Designflexibilität und eine ansprechende Optik ermöglicht.
5.2 Zier- und Dekorationselemente
PEEK-Spezialkunststoffe eignen sich auch zur Herstellung von Zier- und Dekorationselementen an der Fahrzeugaußenseite. Die Möglichkeit, komplexe Designs zu formen, sowie die Beständigkeit gegen Ausbleichen und Witterungseinflüsse machen sie zur idealen Wahl für diese Anwendungen. PEEK-Zierteile werten das Gesamtbild des Fahrzeugs auf und verleihen ihm ein luxuriöseres und langlebigeres Finish.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PEEK-Spezialkunststoffe die Automobilindustrie revolutionieren, indem sie Lösungen bieten, die Leistung, Haltbarkeit und Kraftstoffeffizienz verbessern. Mit dem fortschreitenden Fortschritt der Automobiltechnologie wird der Einsatz von PEEK-Spezialkunststoffen im Automobilbereich voraussichtlich weiter zunehmen und die Möglichkeiten von Automobildesign und -fertigung weiter neu definieren.
