Lanxess toont Tepex-composiet in structurele beugel voor Mercedes-Benz S-klasse

Lanxess (Keulen, Duitsland) blijft succesvolle toepassingen identificeren voor zijn Tepex continue vezel-versterkte thermoplastische composietmateriaal, van een auto laadruimteput tot de meer recente productie van structurele beugelcomponenten die de batterij vasthouden die elektriciteit levert aan het geautomatiseerde bestuurassistencesysteem "Intelligent Drive" in de Mercedes-Benz S-klasse in het geval van plotselinge stroomuitval.

De boogvormige beugel is gefabriceerd door Poeppelmann Kunststoff-Technik GmbH & Co. KG (Lohne, Duitsland) met behulp van Lanxess' polypropyleen-gebaseerde Tepex dynalite 104-RGUD600(4)/47%. De productiemethode is een twee-staps proces dat vormgeven (drapen) van het composiet combineert met injectiegieten.

"Het composietontwerp zorgt ervoor dat het eindproduct tot 40% lichter kan zijn dan een versie gemaakt van metaal," zegt Joachim Schrapp, expert in lichtgewichtontwerp bij Poeppelmann. "De injectiegietstap maakt het ook mogelijk om functies te integreren die niet alleen de installatie van de beugel veel gemakkelijker maken, maar ook de logistieke werkbelasting verminderen. Al dit heeft een gunstig effect op de productiekosten."

De taak van de beugel, aldus Lanxess, is om de ~10-kilogram batterij stevig op zijn plaats in het achterste compartiment van het voertuig te houden door alleen klemming, zelfs wanneer deze blootgesteld is aan de aanzienlijke versnellingskrachten die optreden bij een botsing. De beugel is ontworpen om ervoor te zorgen dat het grootste deel van de krachten wordt overgedragen van de toepassingspunten via de continue glasvezel van het composietmateriaal. Bovendien, omdat het Tepex-blanke niet kruipt onder hoge voortgezette spanningen, treedt geen deformatie op, en een hoge vermoeidingssterkte zorgt ervoor dat het materiaal niet broos wordt of kraakt door frequent, zware trillingen.

Volgens Lanxess komt Tepex' corrosieweerstand en elektrische eigenschappen ook ten goede in deze toepassing. De eerste maakt transport en opslag gemakkelijker dan bij metalen rollen. De tweede, aldus Schrapp, zorgt ervoor dat het "elektrisch isolerend is ten opzichte van de carrosserie en de metalen componenten van de batterij, wat het risico op kortsluitingen aanzienlijk vermindert. Een onderdeel van metaal zou echter extra maatregelen vereisen om te beschermen tegen kortsluitingen."

Voor deze toepassing wordt Tepex' polypropyleenmatrix versterkt met vier lagen continue glasvezel, waarvan de meeste in één richting gerangschikt zijn. Het injecteergegoten mengsel, dat versterkt is met korte glasvezels, is ook polypropyleen-gebaseerd, wat een sterke binding tussen de twee creëert. Integratie van geleidingen voor kabels, alsmede bevestigingspunten en bevestigingsmiddelen in de beugel voor twee besturingseenheden vindt plaats tijdens de injectiegietfase, zodat de apparatuur tijdens de installatie ingeklikt kan worden in plaats van geschroefd.