Die BASF erweitert jetzt ihr Polyphthalamid-Portfolio Ultramid Advanced (PPA) um karbonfaserverstärkte Typen mit Füllungen von 20, 30 und 40 Prozent. Die Vorteile dieser neuen Materialien: Sie eignen sich für extrem leichte Bauteile, können Aluminium und Magnesium ohne Verlust an Steifigkeit und Festigkeit sicher ersetzen und sind elektrisch leitfähig. Die neuen Typen kombinieren diese Eigenschaften mit den Vorteilen von Ultramid Advanced N (PA9T) und sind damit einzigartig unter den bereits auf dem Markt erhältlichen karbonfaserverstärkten PPAs: hohe Dimenssionsstabilität durch geringe Wasseraufnahme, hervorragende chemische und Hydrolyse-Beständigkeit, sehr gute Festigkeit und hohes Zugmodul. Die neuen karbonfaserverstärkten Typen (CF) können für die Herstellung von Automobil-Strukturteilen in Karosserie, Fahrwerk und Antriebsstrang, für Pumpen, Lüfter, Getriebe und Kompressoren in industriellen Anwendungen sowie für stabile und ultraleichte Bauteile in der Unterhaltungselektronik verwendet werden. Mit diesem Angebot ergänzt die BASF ihr PPA-Portfolio von mehr als 50 bereits auf dem Markt erhältlichen Typen.
Die mechanischen Eigenschaften der neuen karbonfaserverstärkten PPA-Typen lassen sich durch die Wahl und den Gehalt der Karbonfasern sowie durch die Additivierungstechnologie anpassen. Ultramid Advanced N3HC8 mit 40% Karbonfasern zeigt bei 80°C (konditioniert) eine bessere Festigkeit und ein höheres Zugmodul als Magnesium oder Aluminium. „Unsere neuen PPA-Compounds mit Karbonfasern sind der ideale Metallersatz”, sagt Michael Pilarski vom PPA-Business-Management der BASF. „Und das nicht nur, was die Materialeigenschaften betrifft. In letzter Zeit haben wir Sicherheitsprobleme bei den Magnesiumproduzenten in verschiedenen Ländern erlebt, was die Versorgung ziemlich unvorhersehbar macht. Die Herstellung von Teilen aus Magnesium oder Aluminium erfordert auch zusätzliche Nachbearbeitung und Werkzeuge, was die Systemkosten erhöht. Angesichts der möglichen Gewichtsreduzierung um 25 bis 30% mit unseren neuen PPA-Typen können wir eine sichere, kostengünstige und leistungsstarke Alternative für Bauteile anbieten, die bisher aus Metall gefertigt werden.“
Zusammen mit dem Simulationstool Ultrasim der BASF, mit dem das Bauteilverhalten genau bestimmt und die Werkzeuggeometrie verbessert werden kann, tragen die Ultramid Advanced CF-Typen zur Funktionsintegration und Gewichtsreduktion in unterschiedlichen Industrien bei: in Autos mit Elektro- oder Brennstoffzellenantrieb kann die Reichweite durch leichtere Motoren- oder Strukturbauteile verbessert werden; leichte, dünnwandige Präzisionsbauteile in der Unterhaltungselektronik profitieren von der hohen Steifigkeit und Festigkeit, der ausgezeichneten Dimensionsstabilität sowie dem extrem niedrigen Gewicht und der guten Verarbeitbarkeit der neuen PPA-Materialien; und aufgrund der guten Dimenssionsstabilität sowie der hohen Chemikalien-, Temperatur- und Abriebbeständigkeit der neuen CF-Typen können hochbelastete und langlebige Maschinenbauteile wie Zahnräder und Pumpen hergestellt werden.
Die karbonfaserverstärkten PPA-Compounds weisen auch ein geringeres Gewicht und einen höheren Zugmodul auf als glasfaserverstärkte Polyamide (PA) mit ähnlichen Verstärkungen. PPA-Typen, die mit 20% Karbonfasern verstärkt sind, sind etwa 20% leichter als PA6 oder PA66, die mit 50% Glasfasern gefüllt sind. Die Zugfestigkeit eines 20% karbonfaserverstärkten Ultramid Advanced-Compounds ist entweder besser oder genauso gut wie bei einem glasfaserverstärkten Polyamid, das mit 50% gefüllt ist – und das bei einer besseren Verarbeitbarkeit. Ultramid Advanced N3HC8 ist z.B. sehr stabil gegen Alterung bei hohen Temperaturen: Es behält nahezu 100% seines Zugmoduls nach einer Wärmealterung bei 120°C für 5.000 Stunden oder bei 150°C für 3.000 Stunden bei.
