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

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kfz-Elektronik

Elektronik

Kunststoffe

Photonik

Optik

HMI, Bedienelemente, Displays

Technische Kunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Display im Automobil

Thermoformanlagen

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Warmformen / Thermoformen

Polycarbonat

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

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

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

Recycling

Umweltmanagement

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Hilfe für eine grünere E&E-Welt

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

Polyurethan

Facelifting für Elektrofahrzeuge

Ein Großteil des weltweiten Polycarbonats wird in Asien und dort insbesondere in China verarbeitet. Außerhalb des asiatischen Raums konzentrieren sich die Hersteller verstärkt auf Spezialitäten und Produkte für neue Herstellungstechnologien.

Auf PC basierende Folien ermöglichen attraktive Designs im Automobilinnenraum. Galvanisierte Echtmetalloberflächen mit Touchsensorik sind sowohl bei ein- als auch ausgeschalteter Hinterleuchtung ein echter Hingucker. 

Polycarbonat (PC): Funktionsintegration und neue Spezialitäten

Messe K-Kunststoffmesse

Kennzahlen

Qualitätsmanagement

Wachstumstreiber China

Für den Medizinbereich hat Covestro ein Polycarbonat vorgestellt. Es soll robust sein und gleichzeitig ein attraktives Design ermöglichen.

Das PC eignet sich für robuste, transparente Produkte. © Covestro

Medizintechnik

Medizinprodukte

Robustes PC für den Gesundheitssektor

Das Internet der Dinge bietet PC-Materialien zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Welches Potenzial PC dabei eröffnet, zeigen aktuelle Beispiele für IoT-Geräte.

Das UV-stabile Gehäuse schützt das Innere der Basisstation auch bei sehr tiefen Temperaturen gegen Stöße und sorgt zugleich für eine stabile Signalübertragung.

Polycarbonate für smarte und nachhaltigere IoT-Anwendungen

Smart City

Internet der Dinge

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Smart Building

Energieeffizienz

Smart Home

Smart Home / IoT

Maker

Vom Internet der Dinge zur Intelligenz der Dinge

Häufig verwendete Medizinprodukte sind im klinischen Alltag durch Gebrauch, Reinigung oder Desinfektion und Sterilisation hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Ein gemeinsames Forschungsprojekt untersuchte die Belastung ausgewählter Kunststoffe, um möglichst realitätsnahe Aussagen über deren Langzeiteinsatz als Medizinprodukt zu erhalten. 

Langzeiteinsatz von Kunststoffen in Medizinprodukten 

Polyetherketon

Werkstoffprüfung

Auswirkung der Mehrfachsterilisation 

Die Polycarbonat-Copolymer-Typen Lexan CFR5630 und CFR5630D von Sabic Innovative Plastics, Bergen op Zoom/Niederlande, sind leicht, stabil und haben ein gutes Brand-Rauchdichte-Rauchgastoxizitäts Verhalten. In der Luftfahrtindustrie erlauben sie Entwicklern, Designern und Herstellern Bauteile mit dünneren Wänden herzustellen und so Gewicht zu sparen. 

Polycarbonat-Copolymere für die Luftfahrt 

Lexan CFR5630 und CFR5630D 

Damit Flugzeugbauer die Anforderungen an die Flamm-Rauch-Toxizitätsleistung in der Innenausstattung einhalten können, hat die Sabic Innovative Plastics, Bergen op Zoom/Niederlande, den Polycarbonatwerkstoff Lexan XHR entwickelt. Er ist als Platten- und Folienware verfügbar und verleiht Innenausstattungskomponenten ein mattes, samtartiges Erscheinungsbild. 

Platten- und Folien für Flugzeug-Innenausstattungen 

Lexan XHR 

Bei der Fertigung anspruchsvoller optischer Kunststoffteile wie LED-Linsen für Automobil-Frontscheinwerfer mit Toleranzen im Mikrometerbereich stellt das Spritzgießen erneut seine Anpassungsfähigkeit unter Beweis. Eine Weiterentwicklung der Mehrschichttechnik erlaubt es, die Produktivität bei der Herstellung dickwandiger Linsen noch einmal deutlich zu steigern. 

Ein Prozess mit Zwischenkühlung verbessert die Produktivität beim Spritzgießen dickwandiger Linsen 

Dicke Nesthocker an die Luft gesetzt 

Polyphenylensulfid (PPS) ist ein Hochleistungskunststoff, der aufgrund seiner Eigenschaften gerade in der Elektro- und Elektronikindustrie sowie im Automobilbau zunehmend stärker nachgefragt wird. Sein Einsatzgebiet – somit auch sein Bedarf – wächst rasant. Die Produzenten rüsten auf und bauen weltweit sukzessive ihre Kapazitäten aus. PPS wird in Zukunft auch die Elektromobilität mitgestalten können und in Anwendungsgebieten wie Öl und Gas zum Einsatz kommen. 

Vom Markt zum Produkt 

Polyphenylensulfid (PPS) 

Schätzungen zufolge wird der PC-Markt auch mittelfristig weltweit im mittleren einstelligen Prozentbereich wachsen. Dazu tragen vor allem Länder des asiatisch-pazifischen Raums bei, allen voran China, und die Länder Süd- bzw. Osteuropas, aber auch neue Anwendungen. Insgesamt wird die Wettbewerbssituation auf dem PC-Weltmarkt künftig intensiver – sei es durch neue Produzenten oder veränderte Handelsströme. 

Polycarbonat (PC) 

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

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