Ziel der Entwicklung
Ziel des Projekts war die Entwicklung von maßgeschneiderten Polymerwerkstoffen für verschiedene Heizanwendungen im Automobil. Hierfür sollten hochleitfähige Polymerkomposite aus einem Matrixpolymer und einem Leitfähigkeitsadditiv durch Extrusion in einem Doppelschneckenextruder hergestellt und charakterisiert werden. Neben einer hohen Leitfähigkeit wurde ein möglichst großer PTC-Effekt (positive temperature coefficient) angestrebt, der eine signifikante Widerstandszunahme bei Erwärmung und damit eine selbsttätige Abregelung von Heizstrom und Heizleistung mit zunehmender Temperatur bewirkt. Zusätzlich sollte ein ausgewogenes Verhältnis von mechanischen, thermischen, Verarbeitungs- und Beständigkeitseigenschaften erreicht werden. Abschließend sollten mit diesen Kunststoffen Fluidbehälter und Rohrleitungen gefertigt und getestet werden.
Vorteile und Lösungen
Bisherige Lösungen für elektrisch beheizbare Fluidbehälter oder Rohre im Automobil basieren meist auf keramischen PTC-Heizern im Tankinneren bzw. metallischen Heizdrähten auf der Rohrwand. Mit der vorliegenden Lösung können Teile der Behälter- oder Rohrwand oder des Behälterbodens selbst direkt elektrisch beheizt werden. Das vereinfacht die Fertigung der betreffenden Fluidsysteme, da die Ausbildung der Heizflächen direkt in die kunststofftechnische Fertigung der Bauteile mittels Spritzguss oder Extrusion integriert werden kann. Überdies generiert der den Materialien innewohnende PTC-Effekt einen Zusatznutzen bezüglich einer selbsttätigen, temperaturabhängigen Regelung der Heizleistung.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die neue Technologie ermöglicht eine vereinfachte Herstellung von beheizten Bauteilen wie Fluidbehälter und Rohrleitungen um die jeweiligen Flüssigkeiten aufzutauen, zu erwärmen oder vor dem Einfrieren zu bewahren. Neben einer möglichen Kostenreduktion ist ein weiterer Vorteil der inhärente PTC-Effekt, der eine Selbstregelung der Heizleistung bewirkt, wodurch nach Erreichen höherer Temperaturen der Strom automatisch begrenzt wird. Potenzielle Anwender sind Firmen aus den Bereichen Fahrzeugtechnik, Automobilzulieferer und Kunststofftechnik. Im Zuge des Transfers der FuE-Ergebnisse können gemeinsam Prototypen entwickelt und angepasste Versuchsmaterialien bereitgestellt werden.
