Früher wie auch heute prägen bestimmte Rohstoffe und Materialien die Zeitepochen. Waren es in der Frühgeschichte der Menschheit vor allem Naturwerkstoffe wie Stein, Bronze oder Eisen, kann man argumentieren, dass die Moderne von keinem Werkstoff mehr geprägt wird als von Kunststoffen. Oft Plastik oder Polymere genannt, zeichnen diese synthetisch hergestellten Materialien das Weltbild ab 1900. Dank hohem Innovationspotential wird es auch zukünftig Weiterentwicklungen geben, um den Anforderungen der Zeit gerecht werden zu können.
Zukunftsweisende Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, der Energiesektor oder die Automobilindustrie, entwickeln laufend neue High-Tech-Lösungen. Entwicklungen aus diesen Branchen finden zeitversetzt aber zuverlässig durch Technologietransfer Anwendung in allen Bereichen der Industrie. Warum Polymere auch zukünftig die Innovationskraft von Hightech-Branchen vorantreiben werden, erfahren Sie in diesem Beitrag!
Denkt man an Luft- und Raumfahrt, sind es vor allem Metalle und Verbundwerkstoffe, die relevant erscheinen. Brancheninterne Experten wissen jedoch um den heimlichen Helden „Kunststoff“ Bescheid. Materialien, die im Rahmen weltweiter Raumfahrtprogramme entwickelt wurden, haben ihren Weg in alltägliche Anwendungen gefunden. „Memory-Foam“, ursprünglich von NASA-Ingenieuren entwickelt, wird seit Jahren in abgewandelter Form, unter anderem in Matratzen, verwendet. Von diesen in den 1960er Jahren entwickelten High-Tech-Materialien (Polyurethantypen) profitierte in weiterer Folge somit die breite Masse der Bevölkerung.
Abbildung: Hochkomplexes Hybridbauteil aus Kunststoff, Composite-Materialien und Metallen
(Quelle: NASA/imago images)
PFTE, PSU, PCTFE oder PI in unterschiedlicher Ausführung sind die Materialien der Zeit. Egal ob faserverstärkt (Kohle- oder Glasfaser) oder mit sonstigen Materialien modifiziert (Graphit, Stahl/Bronze), zeichnen sie sich durch eine enorme Temperaturstabilität und gezielt eingestellte mechanische Eigenschaften aus. In der rauen Umgebung des Weltalls, wo die meisten Materialien an Ihre Grenzen stoßen, behalten diese Materialien Ihre Eigenschaften bei.
Experten zufolge ist Energie in Form von Strom, Wasserstoff oder anderen nachhaltigen Energieträgern die wertvollste Ressource der Zukunft. Dabei spielt die CO2 –Neutralität eine immer größer werdende Rolle. Davon profitieren natürlich Technologien und Unternehmen, die sich mit der Entwicklung und Produktion von zukunftsweisender Energiegewinnung befassen. Kunststoff mit seinen flexiblen Eigenschaften bietet Lösungen in allen Bereichen dieser Industrie: Von Kunststoffmembranen in Brennstoffzellen über Trägerfolien in Photovoltaikanlagen bis hin zu Rotorblätter von Windkraftanlagen. Kunststoffbauteile spielen somit eine zentrale Rolle und werden auch in Zukunft immer mehr an Relevanz gewinnen.
Abbildung: Von Photovoltaikanlagen bis zu Windkraftanlagen - Kunststoffe sind auch in der Energietechnik universell einsetzbar.
Die fortschreitende Elektrifizierung im Automotivebereich fordert immer ausgefallenere Eigenschaftsprofile, welche nur durch Hochleitungswerkstoffe abgedeckt werden können. Hybridbauteile aus verschiedenen Werkstoffen steigern die Effizienz und Leistungsfähigkeit in der Batterietechnik und sorgen durch Gewichtsreduktion für zusätzliche Vorteile. Kunststoffbauteile sind durch Ihre exzellenten Isolationseigenschaften Grundbestandteile im Antriebsbereich eines elektrifizierten Autos, wie auch in der Leistungselektronik und der Batterietechnik. Für diese Anwendungen kommen vor allem speziell entwickelte PC, PTFE, PEEK und PET-Typen zum Einsatz. Strukturbauteile werden bevorzugt aus CFK/GFK- Verbundwerkstoffen, glasfaserverstärkten PBT und PA-Typen realisiert.
Abbildung: Hochvoltbatterie bestehend aus diversen Kunststoffhybridbauteilen (Quelle: PORSCHE)
Als Industriebereich, der auch für die Forschung, Entwicklung und Herstellung von Kunststoffmaterialien verantwortlich ist, steht diese Branche speziell im Fokus. Um dem hohen Innovationsdruck der Industrie gerecht werden zu können, steckt man viele Ressourcen in die Neu- und Weiterentwicklung von Materialien. Umfangreiche Anforderungsprofile in Kombination mit zunehmend steigenden Umwelt- und Recyclingvorgaben prägen die Forschung.
Abbildung: Industrierohrleitung aus Kunststoff (Quelle: IKS)
Vor allem im Bereich des Anlagenbaus ist die Chemieindustrie abhängig von technischen Kunststoffbauteilen. Hochleistungslager, Pumpen- und Rohrleitungen, oder chemikalienbeständige Behälter und Schlauchverbindungen sind relevante Anwendungsgebiete. Flexible Bauteile sind ebenso realisierbar wie große und formstabile Komponenten. Speziell beim Einsatz unter ständigem Einfluss von sauren oder basischen Medien empfehlen sich Kunststoffbauteile aus Materialien wie PE und PP. Kommen zusätzlich noch mechanische und thermische Einflüsse dazu, fällt die Wahl meist auf PTFE (Teflon).
Kunststoff wird auch zukünftig Teil der Lösung für technische Problemstellungen sein und nicht das zu lösende Problem darstellen. Die dafür notwendigen Materialinnovationen werden von zukunftsweisenden Branchen vorangetrieben. Als Hightech-Lösung entwickelte Materialien werden zukünftig für mehr Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Komfort für Industrie und Endverbraucher sorgen.