New Mobility - erweiterte Anwendungen von Thermoplastischen Elastomeren in Elektrofahrzeugen

Neue Möglichkeiten in Powertrain, Interieur und Exterieur 

Ob Powertrain, Interieur oder Exterieur: Thermoplastische Elastomere (TPE) bieten vielerlei Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Automotive. Speziell entwickelten TPE-Serien erfüllen Anforderungen der OEMs und Zulieferer, und sorgen nicht nur für Design, sondern auch für Funktion. Der Wandel vom herkömmlichen Verbrenner hin zu zukunftsorientierten Elektrofahrzeugen bietet für Thermoplastische Elastomere vielseitige Anwendungen und Chancen.  

Die Automobilbranche verändert sich mit dem Übergang von Verbrennungsmotoren hin zu Elektrofahrzeugen. Während traditionelle Antriebe zahlreiche Komponenten wie Motorblöcke, Getriebe und Abgassysteme benötigen, reduziert sich die Anzahl der Bauteile bei E-Fahrzeugen erheblich. Hersteller von Batteriezellen, Leistungselektronik und Leichtbaumaterialien gewinnen an Bedeutung und es öffnen sich durch veränderte Anforderungen neue Anwendungsfelder für Thermoplastische Elastomere (TPE).  

Gleichzeitig rücken Product-Carbon-Footprint-reduzierte Materialien und Recyclingfähigkeit stärker in den Fokus, mitunter auch, um regulatorische Anforderungen zu erfüllen und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Der Wandel gibt der Branche die Chance umzudenken und bringt Konzepte „Out-of-the-box“ hervor.  

Was bedeutet das nun für Thermoplastische Elastomere in Powertrain, Interieur und Exterieur? In diesem Blogbeitrag möchte ich darauf näher eingehen: 

Powertrain: Effiziente Lösungen für neue Antriebsformen  

Der Weg von einem klassischen Verbrennungsmotor hin zu alternativen Antriebstechnologien bringt im Bereich Powertrain wohl die größte Veränderung in Bezug auf die Materialauswahl mit sich. Bei Battery Electric Vehicles (BEV) verringern sich beispielsweise die Temperaturanforderungen für eine Vielzahl von Bauteilen. Die veränderten Anforderungsprofile ermöglichen den OEMs heute Konzepte mit hochtemperaturbeständigen, teils teuren und schwer zu verarbeitenden vollvernetzten Materialien zu überdenken und die Vorteile der thermoplastischen Verarbeitung von TPE in neuen Materialkonzepten umzusetzen.  

Wiederzufinden sind derartig neue Konzepte z.B. bei Batterien, in denen Dichtungs- und Dämpfungsfunktion Thermoplastischer Elastomere eine zentrale Rolle spielen.  

Mit dem Frunk (Front-Trunk) eröffnet sich zudem ein neuer Stauraum im Fahrzeug, der ebenfalls widerstandsfähige und flexible Materialien erfordert – eine weitere ideale Anwendungsmöglichkeit für TPE. 

Interieur: Ästhetik und Funktionalität vereint 

Weniger ist mehr. Das spiegelt sich in den futuristischen Designs im Innenraum wider. Große Oberflächen, indirekte Beleuchtung – das Dashboard wird zu einer Einheit. Und obwohl viele Komponenten, wie Bedienräder oder -knöpfe wegfallen, tragen TPE immer noch wesentlich zu Komfort und Design bei. Sie werden vor allem für hochwertige Oberflächenbauteile, wie Ablagematten, induktive Ladeflächen und Haptikelemente verschiedener Art eingesetzt. Weiter im Fokus bleiben bei Battery Electric Vehicles (BEV) kundenindividuelle, hochqualitative Farbeinstellungen entsprechend den OEM-Interieur-Vorgaben.  

Ein weiterer Vorteil von Thermoplastischen Elastomeren liegt in der Geräuschabsorption: Da Elektromotoren wesentlich leiser als Verbrennungsmotoren sind, können Dichtungen und Dämpfungselemente aus weichen Materialien im Shore A Bereich unerwünschte Vibrationen und Geräusche reduzieren. 

Exterieur: Witterungsbeständige Lösungen für modernes Design 

Im Außenbereich von Elektrofahrzeugen sind TPE gefragt, wenn es um Witterungsbeständigkeit und Abdichtung geht. Sie finden unter anderem Anwendung in Scheibenumspritzungen, Wasserfangleisten, Tür- und Fensterdichtungen und als Dichtlippe von Hochglanzblenden. Auch im Exterieur werden bei BEV oft neue innovative Wege beschritten. Durch die teilweise hohen Bauteilgewichte der Dichtungssysteme spielt die Gewichtseinsparung hier eine große Rolle. Neue Konzepte, die Technologien, wie Lightweight TPE und Recyclinganteil kombinieren, zeigen die Vielfältigkeit der Materialklasse TPS.  

Ein großes Ziel im gesamten Dichtungsbereich bei Fahrzeugen ist es, von vernetzten Werkstoffen, wie EPDM, auf Product-Carbon-Footprint (PCF) reduzierte und Rezyklat-basierte Lösungen zu wechseln.    

Gegenüber vollvernetzten Werkstoffen, bieten Thermoplastische Elastomere nicht nur den Vorteil niedrigerer PCFs, sondern auch die In-Process Rezyklierfähigkeit zur Verringerung von Ausschuss. Added Value Lösungen wie Lightweight, Wärmeleitfähigkeit, Dämpfungs-, und Compression Set optimierte TPE bieten den OEMs Möglichkeiten optimierte Bauteilkonzepte mit thermoplastisch verarbeitbaren Materialien zu realisieren. Ein Materialwechsel kann deshalb nicht nur anwendungsspezifische Vorteile mit sich bringen, sondern sich auch auf Unternehmensziele im Bereich Nachhaltigkeit und die Erfüllung neuer EU-Regularien, wie die sich derzeit in Erarbeitung befindende Altwagenverordnung auswirken.  

Fazit: Zukunftsfähige Materialien für die Elektromobilität 

Die E-Mobilität eröffnet dank der Temperaturveränderung und dem Streben nach zukunftsorientierten Lösungen viele weitere Anwendungsmöglichkeiten für Thermoplastische Elastomere.  

KRAIBURG TPE bietet ein umfangreiches Portfolio, das Recyclinganteile bis zu 80 % aufweist und sowohl im Powertrain als auch im Interior und Exterior Bereich bereits erfolgreich angewendet wird. Wie weit die technischen Möglichkeiten dieser hochqualitativen TPE-Varianten reichen, zeigen Lösungen in Kombination mit der etablierten Lightweight Technologie sowie Einfärbungen von Rezyklat-basierten TPE mit OEM-Farbgarantie. Unsere Erfahrung sowie erste erfolgreiche Anwendungen zeigen, dass verschiedene Ziele – wie Gewichtsreduzierung und Reduktion des PCFs im Bauteil und Ausschussminimierung in der Verarbeitung – durch neue zukunftsorientierte TPE-Lösungen erreicht werden können.