Die Verbindung von Spritzprägen, partiellem Film Insert Molding und Direct Coating ermöglicht ein neuartiges Konzept für das Frontmodul des BMW iX. Wichtig bei der Entwicklung waren umfangreiche Spritzgießversuche, die der Kunststoffhersteller Covestro in seinem Technikum durchführte.

Für die Herstellung des Frontmoduls des BMW iX, die sogenannte Niere, werden verschiedene Produktionsverfahren miteinander kombiniert.  

Verbindung von Spritzprägen, partiellem Film Insert Molding und Direct Coating ermöglicht innovatives Frontmodul des BMW iX. 

Große Exterieurteile mit integrierten Funktionen und hochwertigen Oberflächen fertigen

Kunststoff Werkstoffe

Technische Kunststoffe

Thermoplaste

Polyurethan

Polycarbonat

Facelifting für Elektrofahrzeuge

Leichtbau, Funktionalität und Design prägen die Materialentwicklung in den Einsatzgebieten von Polycarbonat-Compounds, -Composites und -Folien. Große Chancen bestehen in der Mobilität der Zukunft, im Strukturleichtbau mit endlosfaserverstärkten Composites, in der 5G-Technologie und der Medizintechnik.

Bei Elektrofahrzeugen entfällt die ursprüngliche Funktion des Kühlergrills, die Luftzufuhr zum Motor. Er kann deshalb vollständig als Designelement genutzt werden, etwa durch die Integration von leuchtenden Logos und Fade-out-Effekten

Polycarbonat (PC): Aufregende Designs durch hohe Oberflächenqualität und neue Verfahren

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Baustoffe

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Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Medizintechnik

Medizinprodukte

Werkstoff für viele Trends

Displays harmonisch in die Linienführung eines Fahrzeugcockpits zu integrieren war bisher eine echte Herausforderung. Das Unternehmen Continental setzt nun eine Kombination aus Film Insert Molding, In-Mold Decoration und Spritzprägen ein, um große dreidimensional geformte Kunststoffblenden zu fertigen.

In die durchgehend 3D-geformte Instrumentenblende sind zwei Displays nahtlos integriert

Großflächige gebogene Kunststoffblenden mit integrierten Displays

Spritzgießen

Kfz-Elektronik

Kunststoffe

Photonik

Optik

HMI, Bedienelemente, Displays

Display im Automobil

Thermoformanlagen

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Warmformen / Thermoformen

Formsache Automobildisplay

2012 wurden weltweit etwa 3,6 Mio. t Polycarbonat (PC) verbraucht. Hier finden Sie Details zum Anteil der einzelnen Regionen und Anwendungsbranchen.

Entwicklung des weltweiten PC-Verbrauchs inklusive PC für Blends lt. Schätzung von Bayer MaterialScience

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Polycarbonat (PC)

kunststoffe.de

Marktentwicklung Polycarbonat (PC)

Polymaker bietet künftig das 3D-Druck-Filament Polymaker PC-r aus recyceltem Polycarbonat (PC) an. Das PC für die Filamente stammt von dem Werkstoffhersteller Covestro und besteht aus einer Kombination von wiederaufbereiteten Kunststoffabfällen und Neuware.

Durch die Kombination von Rezyklaten und Neuware sinkt der CO2 -Fußabdruck des PC und es lässt sich trotzdem zu Filamenten extrudieren

Filamente für additive Verfahren

Andere Werkstoffe

Werkstoffe für additive Verfahren

Additive Fertigung

Kunststoff-Rezyklat

Aus Wasserflaschen  werden Filamente

Covestro bietet ab sofort klimaneutrales Polycarbonat (PC) an. Die PC-Typen dem Makrolon-Produktangebot sind dem Kunststofferzeuger zufolge von der Wiege bis zum Werkstor klimaneutral. Erreicht wird das durch die Verwendung von erneuerbarem Strom für die Produktion und der Nutzung von Rohstoffen aus massenbilanzierten Bioabfällen und Reststoffen.

Für die Produktion seiner klimaneutralen PC setzt Covestro auf massebilanzzertifizierte erneuerbare Rohstoffe und erneuerbare Energien.

Erneuerbare Energie

Energieerzeugung

Kreislaufwirtschaft

Covestro produziert klimaneutrales Polycarbonat

Elektro- und Elektronikhersteller möchten die Treibhausgasemissionen ihrer Produkte senken und das Abfallmanagement und Recycling für diese optimieren. Erreichen lässt sich das unter anderem durch den Einsatz nachhaltigerer Thermoplaste und qualitätsgesicherter Rezyklate. Wichtig sind außerdem enge Kooperationen zwischen Unternehmen zum Aufbau von Stoffkreisläufen und ein recyclinggerechtes Design von Geräten.

Mit Polymeren Nachhaltigkeitstrends in der Elektro- und Elektronikindustrie gestalten

Hilfe für eine grünere E&E-Welt

Bei dem Bauteil handelt es sich um eine hybride Kunststoff-Metall-Konstruktion, die dem Kunststofferzeuger zufolge über die herkömmliche quadratische oder rechteckige Struktur von Frontend-Trägern hinausgeht.

Der Frontend-Träger für Fahrzeuge des chinesischen Herstellers Geely wird künftig aus einem PA 6 von Lanxess gefertigt.

Polyamide

Lanxess-PA für Frontend-Träger von Geely

Der Distributor Ultrapolymers bietet ab sofort lasertransparente, schwarz eingefärbte Polybutylenterephthalate (PBT) von Mitsubishi Engineering-Plastics an.

Neue Novaduran PBT- und PBT-Blend-Typen kombinieren gute Lasertransparenz mit hoher Langzeit-Farbstabilität.

Polybutylenterephthalat

Schwarz, lasertransparent und langzeitstabil

Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung einer Fertigungszelle, in der ohne zusätzliche Schritte, wie beispielsweise Kleben, eine Kennzeichenrückleuchte mit hybriden Verfahren hergestellt werden kann. Ein Teil der notwendigen Analysen und Voruntersuchungen zu den Materialkombinationen, die sich aus dem Aufbau des Produkts mit Kunststoffgehäuse und -optik sowie metallischen Leiterbahnen ergeben, wird in diesem Artikel vorgestellt.

Lichtlösungen  an verschiedenen Produkten.  © Mentor

Herstellung einer Kennzeichenrückleuchte in einer hochintegrierten Spritzgießfertigungszelle

LED / OLED-Systeme und Faseroptik

Lichttechnik

Polymethylmethacrylat

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Welche Materialkombination passt?

Der Werkstoffhersteller Covestro und das Energieunternehmen EnBW haben einen langfristigen Industriekunden-Liefervertrag für Solarstrom unterzeichnet. Die erneuerbaren Energie unterstützen die Produktion nachhaltigerer Kunststoffe an den Standorten Dormagen und Krefeld-Uerdingen.

Der EnBW-Solarpark „Weesow-Willmersdorf“ in Brandenburg ist mit seinen insgesamt 465.000 Solarmodulen der größte Solarpark in Deutschland.

Energieversorgung

Grüner Strom für Kunststoffe

Covestro kooperiert mit Fairphone, einem niederländischen Sozialunternehmen, das einen Markt für ethische Smartphones aufbaut, bei der Verwendung von zirkulären Materiallösungen für dessen Smartphones.

Mit teilweise recycelten Polycarbonaten und thermoplastischen Polyurethanen (TPUs) unterstützt Covestro den Smartphone-Hersteller Fairphone dabei, seine Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Covestro unterstützt zirkuläre Materiallösungen für Smartphones

Läst sich Kohlenstoffmonoxid aus der Stahlproduktion als Rohstoff für Polycarbonate nutzen? Covestro erforscht das in einer Kleinanlage in Dormagen.

Covestro hat am Standort Dormagen eine Miniplant in Betrieb genommen, um die Nutzung von CO aus Hüttengasen zu erforschen

Hochleistungskunststoffe

Covestro nimmt Miniplant zu Forschungszwecken in Betrieb

Bei Elektrofahrzeugen entfällt der klassische Kühlergrill. Das bietet Automobilherstellern neue Möglichkeiten beim Frontdesign ihrer Fahrzeuge. Gut zu sehen ist das beim „Iconic Space Grill“ von Leonhard Kurz.

Der Iconic Space Grill kann an das Design von Elektrofahrzeugen angepasst werden. Durch unterschiedliche Beleuchtungen ermöglicht er die Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern und eine individuelle Gestaltung auf Wunsch des Nutzers

Preisgekrönte Frontblende verbindet aufregendes Design mit einem effizienten  Herstellungsverfahren

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Elektromobilität

Mobilität

Fahrzeugbau

Eyecatcher für Elektrofahrzeuge

Thermoplastische Kunststoffgemische mit integrierter EMI-Abschirmung stellen nicht nur die EMV sicher, sondern erhöhen auch die Designfreiheit und reduzieren Nachbearbeitungsschritte.

REM-Analysen zur Darstellung schlecht (oben) und gut (unten) verteilter leitfähiger Fasern in Spritzgussteilen aus Polycarbonat. Durch entsprechende Verarbeitungsparameter und Spritzgießmaschinen kann die Verteilung optimiert werden 

Spezielle Compounds stellen die EMV drahtloser Geräte sicher

Compound

Gut geschützt gegen EMI

Polycarbonat ist ein technischer Thermoplast, der sich durch hohe Transparenz, hohe Wärmeformbeständigkeit und gute Schlagzähigkeit auszeichnet.

Polycarbonat ist ein technischer Thermoplast, der sich durch hohe Transparenz, hohe Wärmeformbeständigkeit und gute Schlagzähigkeit auszeichnet. Die wichtigsten Einsatzbereiche sind Formteile und Gehäuse, Konstruktionsbauteile aus Polycarbonatglas sowie Montageplatten. PC-Blends haben weitere Einsatzmöglichkeiten zum Beispiel in Li-Ionen-Batterien.

Polycarbonat ist wie die Polyolefine (PP und PE) ein Thermoplast. Es gehört zu den amorphen, technischen Thermoplasten. Polycarbonate zählen chemisch zu den Polyestern. Die technisch bedeutendsten aromatischen Polycarbonate werden durch Polykondensation aus Bisphenol A und Phosgen hergestellt.

Das erste industriell relevante Polycarbonat wurde von Bayer in Deutschland in den 1950er-Jahren erfunden und im Jahr 1958 auf den Markt gebracht. Gegenwärtige Hersteller von PC sind z. B. Covestro (Makrolon) Sabic (Lexan), Dow (Calibre) und Trinseo (Xantar). Daneben gibt es zahlreiche Hersteller aus China.

PC lässt sich mit allen für Thermoplaste üblichen Verfahren wie Spritzgießen, Extrusion und Thermoformen verarbeiten.

Kennzeichen dieses Polymers ist die Eigenschaftskombination aus hoher Transparenz, hoher Wärmeformbeständigkeit und sehr guter Schlagzähigkeit, daneben weist es mittlere bis hohe Festigkeit und Steifigkeit sowie einen hohen Kriechmodul und gute Maßhaltigkeit auf.

<tr><td>+ Kristallklar (Lichtdurchlässigkeit 89%)</td><td>+ Selbstverlöschend nach Brandschutzklasse V-2 (mit Additiven V-0)</td></tr><tr><td>+ sehr hohe Schlagfestigkeit (bei niedrigen Temperaturen bis zu - 40°C)</td><td>+ für Lebensmittelkontakt zugelassene Typen verfügbar</td></tr><tr><td>+ hohe Einsatztemperaturen (konstant 120°C und 145°C kurzzeitige Spitzenbelastung)</td><td>– hohe Neigung zur Spannungsrissbildung unter konstanter Belastung</td></tr><tr><td>+ geringe Feuchtigkeitsaufnahme und gute Dimensionsstabilität</td><td>– Lösungsmittel können Bruch auslösen</td></tr><tr><td>+ geringere Schwindung als die meisten anderen Kunststoffe</td><td>– Abbau in Wasser bei über 60°C, kann aber in der Spülmaschine gereinigt werden</td></tr><tr><td>+ gute elektrische Eigenschaften</td><td>– geringe UV-Beständigkeit</td></tr>

Die Dauereinsatztemperatur liegt zwischen –40 und 130 °C, kurzfristig sind bis etwa 150 °C möglich. Durch Schlagzähmodifikation lässt sich PC auch bei –60 °C verwenden.

PC ist formstabil und schlagfest, es ist jedoch kerbempfindlich und weist nur eine geringe Abriebfestigkeit auf. Um Kratzer zu vermeiden, werden deshalb bei Anwendungen wie Scheinwerferstreuscheiben zusätzlich Kratzfestlacke (z. B. auf Basis organischer Siliziumverbindungen) aufgebracht. Sie verbessern als Schutzschicht auch die chemische Beständigkeit von PC. Auch mithilfe spezieller Folien lassen sich PC-Oberflächen kratz- und abriebfest machen.

Polycarbonat ist transparent. Ohne weiteren Schutz vergilbt und versprödet PC bei längerer Sonneneinstrahlung rasch. Um PC gegenüber UV-Licht zu schützen, können bestimmte Stabilisatoren oder spezielle Folien verwendet werden.

Als Polyester ist PC hydrolyseempfindlich. Längere Einwirkung von heißem Wasser kann zu Spannungsrissen führen.

Der Kunststoff Polycarbonat ist beständig gegen verdünnte Säuren, viele Öle und Fette sowie gegen Ethanol, jedoch unbeständig gegen Basen, aromatische und halogenierte Kohlenwasserstoffe sowie Ketone und Ester. PC hat gute elektrische Isoliereigenschaften.

PC ist sehr gut für großflächige, behälterartige und gehäuseartige, aber auch komplexe Bauteile geeignet. Darüber hinaus spielt der Werkstoff eine wichtige Rolle für Konstruktionsbauteile: Transparente Anwendungen wie Automobil-Leuchten, Instrumenten-Sichtscheiben, optische Linsen, Signallinsen, medizinische Anwendungen, Gehäuse für „Weiße Ware“, Formteile und Gehäuse für die Elektrotechnik, Kabelverteilerschränke, große Trinkwasserbehälter, Handy- und andere Gehäuse. Auch Polycarbonat-Zuschnitte für große Montageplatten, Doppelstegplatten für Terrassenüberdachungen und Gewächshäuser sind gebräuchlich.

Eines der größten Einsatzgebiete von PC in der Vergangenheit waren CDs und DVDs. Aufgrund der rückläufigen Zahl der produzierten Datenträger hat dieser Bereich an Bedeutung verloren.

PC kommt häufig als Glasersatz zum Einsatz, etwa bei Automobilscheinwerfern, Fenstern von Flugzeugen oder Brillengläsern. Im Gegensatz zu Glas ist es deutlich leichter und schlagfester. Außerdem ist die Splitterbildung bei Bruch geringer, wodurch die Verletzungsgefahr sinkt. PC verfügt jedoch über eine geringere Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Sonneneinstrahlung als Glas. Deshalb wird es beim Einsatz als Glasersatz häufig mit einer zusätzlichen Schutzschicht aus Lack versehen.

Ungefähr 10–15 % der PC-Gesamtmenge wird in Blends mit anderen Kunststoffen verwendet, um eine gute Kombination von Materialeigenschaften und -preis zu erreichen.

Die Zusammensetzung wird z. B. in Gehäusen für Mobiltelefone verwendet. Großes Einsatzpotenzial haben PC+ABS-Blends auch in Li-Ionen-Batterien von Elektrofahrzeugen. Dort werden sie etwa für Bauteile wie Zellhalter, Endplatten, Modulwände, Abdeckungen, Spacer, Rahmen für Pouch-Zellen und Crash-Absorber verwendet.

PC+PBT-Blends vereinen die Vorteile von amorphem PC und kristallinem PBT. PC trägt zur Schlagzähigkeit bei Kälte und Dimensionsstabilität bei, während PBT der Mischung chemische Beständigkeit und Steifigkeit verleiht. Ihr Einsatzgebiet liegt z. B. in der Automobilproduktion, wo die Blends den Härtungsverfahren bei der Lackierung besser standhalten.

PC in Zusammensetzung mit ASC weist eine deutlich bessere UV-Beständigkeit auf als reines Polycarbonat.

Im Jahr 2019 wurden weltweit 5,5 Mio. Tonnen PC produziert. Bis 2029 wird ein Anstieg auf fast 9 Mio. Tonnen erwartet. Vor allem in China steigt der Bedarf stetig. Dort werden die Kapazitäten massiv ausgebaut. Bis 2025 werden voraussichtlich 50 Prozent des weltweit produzierten Polycarbonats in China hergestellt. Es ist davon auszugehen, dass China in den nächsten Jahren vom PC-Importeur zu einem der wichtigsten PC-Exporteure werden wird.

Klassisch wird PC aus Erdöl hergestellt. Die Hersteller arbeiten jedoch mit Hochdruck daran, fossile Rohstoffe für die PC-Produktion durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen. Covestro hat bereits erste PC-Produkte seiner Makrolon-Reihe auf den Markt gebracht, die das Unternehmen als klimaneutral bezeichnet.

PC in seiner reinen Form lässt sich als Thermoplast sehr gut mechanisch recyceln. Anders verhält es sich bei Blends. Ein Großteil der im Automobilbau verarbeiteten Polycarbonat-Scheiben und Polycarbonat-Blends wird derzeit geschreddert und thermisch verwertet. Eine Alternative dafür ist chemisches Recycling. Die Polymerketten von PC lassen sich thermisch-chemisch aufspalten. Die gewonnenen Monomere können anschließend erneut zu Polycarbonat polymerisiert werden. Durch chemisches Recycling können auch enthaltene Additive und Verstärkungsstoffe entfernt werden. Außerdem lässt es sich mittels Pyrolyse in Kohlenwasserstoffe umwandeln, die anschließend erneut zu Kunststoffen oder anderen chemischen Produkten verarbeitet werden können.

Polycarbonat kommt in der Regel nicht in unmittelbaren Kontakt mit Lebensmitteln. Früher wurde PC als Material für Babyflaschen verwendet. Jedoch ist die Nutzung dafür seit einiger Zeit in Deutschland verboten, da unter bestimmten Bedingungen zur Freisetzung des als gefährlich geltende Bisphenol A kommen kann.

[1] Abts, G.: Kunststoff-Wissen für Einsteiger; ISBN: 978–3–446–46527–5, Carl Hanser Verlag, München (2020)

[2] Bruder, U.: Kunststofftechnik leicht gemacht; ISBN : 978–3–446–45222–0, Carl Hanser Verlag, München (2016)

[3] Bonten, C.: Kunststofftechnik; ISBN : 978–3–446–46538–1; Carl Hanser Verlag, München (2020)

[4] Werkstoff für viele Trends; Kunststoffe 10/2020, S.52-58; <a href="https://www.kunststoffe.de/a/fachartikel/werkstoff-fuer-viele-trends-213084" target="_blank">https://www.kunststoffe.de/a/fachartikel/werkstoff-fuer-viele-trends-213084</a>

[5] <a href="https://utopia.de/ratgeber/polycarbonat-pc-das-solltest-du-ueber-den-kunststoff-wissen/" target="_blank">https://utopia.de/ratgeber/polycarbonat-pc-das-solltest-du-ueber-den-kunststoff-wissen/</a>

Optische Speichermedien sind ein großer Anwendungsbereich für Polycarbonat

Auch im Fahrzeugbereich wird Polycarbonat im Bereich von transparenten Bauteilen oder Applikationen eingesetzt

Basicartikel Polycarbonat (PC)

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