Wie Kunststoffe den i3 leicht machen

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Multifunktionale Strukturteile aus PBT

Die Karbon-Karosserie des BMW i3 enthält zwischen der äusseren und inneren Schale Strukturbauteile aus Polybutylenterephthalat (PBT). Das grösste und erste seiner Art ist ein so genanntes Integralbauteil. Es befindet sich im hinteren Seitenbereich zwischen den Karbonfaser-Karosserieschalen und dient neben seiner Funktion, im Falle eines Crashs Last abzutragen, auch dazu, die beiden Karosserieschalen auf Abstand zu halten. Ausserdem trägt es zur Steifigkeit der Karosseriestruktur bei und stellt die hintere Öffnung für das Seitenfenster dar. Der PBT-Werkstoff «Ultradur B4040 G6» der BASF ist dafür besonders geeignet: Er ist unabhängig vom umgebenden Klima dimensionsstabil und bietet die notwendige Knickfestigkeit. Die BASF-Ingenieure haben mit ihrer Simulation hier vor allem die verzugsarme Herstellung und belastungsgerechte Glasfaserorientierung ermöglicht.

Das spritzgegossene Bauteil fasst mehrere geplante, kleinere Bauteile zusammen und reduziert dadurch Komplexität und Kosten. Mehr als zwei Dutzend kleinerer Ultradur-Bauteile mit einem Gesamtgewicht von rund neun Kilogramm finden sich in weiteren Karosseriebereichen des Fahrzeuges, wo sie zur Verstärkung dienen, aber auch für die gewünschte Akustik sorgen.

Novum: Karbonfasern in Kombination mit Polyurethan-Matrix

Für die selbsttragende Rücksitzschale wurde das Polyurethan-System «Elastolit» ausgewählt. Hier sind zum ersten Mal in einem Serienfahrzeug Karbonfasern in Kombination mit einer Polyurethan-Matrix genutzt worden. Das Bauteil integriert verschiedene Funktionen wie Cupholder-Befestigung und Ablageschale, was Montageschritte und Gewicht einspart. Elastolit zeichnet sich durch sein breites Prozessfenster sowie durch eine hohe Ermüdungsfestigkeit und Schadenstoleranz aus. Das Crash-relevante Teil erfüllt aufgrund der besonderen Eigenschaften des Materials trotz seiner geringen Wandstärke von nur 1,4 Millimetern die hohen Sicherheitsanforderungen der BMW Group.

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