Die Zukunft basiert auf neuen Materialien und Technologien

Die Anforderungen an Komponenten für die Wehrtechnik sind in den letzten Jahren extrem gestiegen. Dabei spielen vor allem die Faktoren Gewicht, Funktionalität und Design eine große Rolle. Niedrige Herstellkosten und das Vertrauen in Bewährtes standen bei der Entwicklung wehrtechnischer Komponenten bisher ganz klar im Fokus. Geprägt durch klobiges Design, überschaubaren Komfort und enormes Gewicht waren militärische Güter vor allem eines: Mittel zum Zweck.

Diese Einstellung hat sich in den letzten Jahrzehnten stark verändert. Ein modernes militärisches Fahrzeug sieht beispielsweise optisch ansprechend aus, spart durch eine innovative Leichtbauweise viel Gewicht ein und hat dabei eine nie zuvor dagewesene Funktionalität bei deutlich erhöhtem Komfort. Dabei handelt es sich um Attribute bzw. Eigenschaften, welche sich vor allem durch den Einsatz von Kunststoffen erzielen lassen. Durch die enormen Designfreiheiten der verschiedensten Herstellungsverfahren, wie auch durch die bemerkenswerte Materialvielfalt in der Kunststofftechnik, können bisher ungeahnte Lösungen realisiert werden.

Was dabei genau für den Einsatz von wehrtechnischen Anwendungen aus Kunststoffen spricht, welche Kunststoffe für die spezifischen Anwendungen eingesetzt werden und warum es Sinn macht, sich einen Entwicklungspartner mit breitgefächertem Material- und Leistungsportfolio im Bereich der Kunststofftechnik zur Seite zu holen, ist Inhalt dieses Beitrags.

Der Mehrwert des Einsatzes von Kunststoffe in der Wehrtechnik

Dank Innovationen im Materialsektor können Kunststoffbauteile in Umgebungen eingesetzt werden, wo herkömmliche Werkstoffe wie Stahl und Aluminium an Ihre Belastungsgrenzen stoßen. Vor allem in Sachen Beständigkeit gegenüber Korrosion, ätzenden Medien, Mineralölen und Lösungsmitteln bietet Kunststoff eine Menge sehr guter Optionen. Bedenkt man, dass die Soldaten mit Ihrer Ausrüstung und Fahrzeugen Einsätze in den extremsten Umgebungen durchführen, wird klar, dass nur die hochwertigsten Materialien zum Einsatz kommen können.

• Beständigkeit gegenüber Korrosion, ätzenden Medien, Mineralölen und Lösungsmittel

Auch das Brandverhalten von Kunstoffen kann, entgegen der allgemeinen Meinung, sehr gut modifiziert werden, sodass mögliche Gefahren im Einsatz vermieden werden. Von brennbar, über nicht brandfördernd bis hin zu brandhemmender Wirkung gibt es eine Vielzahl an Möglichkeiten, um die notwendigen Anforderungen erfüllen zu können.

• Einstellbares Brandverhalten: brennbar, nicht brandfördernd oder brandhemmend

Bauteile, die von den Soldatinnen und Soldaten im Einsatz direkt am Körper getragen werden, müssen leicht, funktionell, optisch ansprechend und sehr belastbar sein, dürfen dabei jedoch unter keinen Umständen giftige Stoffe an die Umwelt beziehungsweise das Umfeld der Truppe abgeben. Die Eigenschaft, dass ein Bauteil keine schädlichen Stoffe an die Umwelt abgibt, beschreibt in der Kunststofftechnik der Begriff der Biokompatibilität. Spezielle Kunststoffe gewährleisten jene Biokompatibilität sogar unter extremsten Bedingungen.

• Biokompatibilität: Vermeidung der Abgabe schädlicher Stoffe an die Umwelt

Die Gewichtsreduzierung durch den Einsatz von Kunststoff in der Soldatenausrüstung trägt zudem wesentlich zur geringeren physischen Belastung der Einsatzkräfte bei. Maximalbelastungen bei langen Märschen oder in unwegsamen Geländen stellen eine starke Belastung für den Zug dar und werden durch neue Richtlinien  immer schärfer reglementiert. Somit liefern leichte Kunststoffe auch in diesem Bereich ein enormes Potential. Bei der Anwendung von solchen Kunststoffen in militärischen Fahrzeugen trägt die Gewichtsreduktion zu einer verbesserten Reichweite bei und ermöglicht bei Bedarf auch die geringe Dimensionierung von Antriebselementen durch leichter zu bewegende Massen.

• Entlastung durch geringeres Gewicht

Die enorme Vielfalt an Kunststofftypen ermöglicht es, bestmöglich auf die spezifischen Anforderungen und Eigenschaften von militärischen Anwendungsfällen einzugehen. Folgend wird beschrieben, welche Kunststoffe für die komplexen Anwendungsfälle der Sicherheitstechnik zum Einsatz kommen.

Enorme Anwendungs- und Materialvielfalt

Weiche, elastische Kunststoffbauteile können den Komfort und die Sicherheit im Innenraum von militärischen Fahrzeugen steigern, oder als Stoßschutz im Außenbereich eingesetzt werden. Im Fahrzeuginnenraum finden vor allem Polyurethan-Typen, thermoplastische Elastomere (TPE), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS-Compounds) und Polypropylen-Typen (PP) Verwendung. Eine optisch hochwertige, haptisch ansprechende und dabei extrem resistente Oberfläche kann im Gegensatz zu anderen Materialien direkt im Produktionsprozess erzielt werden. Für zusätzlichen Schutz von wehrtechnischen Komponenten können auch spezielle Oberflächenschichten auf Polymerbasis aufgetragen werden. Diese garantieren eine enorme Schlag- und Abriebfestigkeit, Resistenz gegen Umwelteinflüsse und Rissüberbrückung.

Eine aufwendige Polsterung samt Überzug mit Leder oder Stoff, wie es im zivilen Fahrzeugsektor üblich ist, kommt für die Sicherheitsindustrie nicht in Frage und wird in diesem Fall auch nicht benötigt. Zusätzlich reduziert sich im Vergleich zu herkömmlichen Materialien das Gesamtgewicht durchschnittlich um circa 30%.

Harte und technische Kunststofftypen werden überall dort eingesetzt, wo mechanische Beanspruchungen auftreten und substituieren dabei vermehrt Metalle wie Stahl oder Aluminium. Hierbei finden sowohl nicht verstärkte Kunststoffe, wie Polyoxymethylen (POM) und Polycarbonat (PC), als auch faserverstärkte Kunststofftypen, wie Polyamid (PA) oder Polybutylenterephthalat (PBT) Anwendung. Eingesetzt werden diese beispielsweise für Türgriffe und Luftführungen von militärischen Fahrzeugen.

Sensible elektronische Komponenten, welche in den Bereichen Navigation, Kommunikation und Sichtausrüstung eingesetzt werden, müssen vor elektromagnetischer Strahlung abgeschirmt werden. Gehäuse aus leitfähigen Kunststoffen bieten dabei innovative Lösungen für solche Anforderungen. Stahlfasern in Kombination mit ABS beispielsweise bilden ein EMV-abschirmendes Compound mit enormem Potential für die Wehrtechnik.

One-Stop Shops als Erfolgsfaktor

Die Einbindung eines Komplettanbieters mit breit gestreutem Material- und Leistungsportfolio bringt bereits in der Entwicklung von Komponenten wesentliche Vorteile für den Kunden mit sich. Dadurch können im Engineeringprozess frühzeitig potentielle Fehlerstellen aufgrund des Know-Hows des Partners erkannt und beseitigt werden. Die vorhandene Technologievielfalt ermöglicht zudem, dass anhand geeigneter Prototyping-Verfahren, wie beispielsweise dem Vakuumguss, schnell und effizient wertvolle Erfahrungen und Erkenntnisse für die bevorstehende Serienfertigung gewonnen werden.

• Präventive Fehlerbehebung durch Know-How und Prototyping

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Umsetzung und Entwicklung von Bauteilen aus Kunststoffen ist die Ermittlung des zukünftigen Bedarfs. Die Bedarfsmenge bzw. Stückzahl ist ein wichtiges Kriterium für die Auswahl des passenden Herstellungsverfahrens. Während im Spritzguss aufgrund der verhältnismäßig teuren Fertigung der Werkzeuge aus Aluminium oder gehärtetem Stahl Stückzahlen jenseits der 1.000 Stück von Interesse sind, können Technologien, wie das Vakuumgießen oder das RIM-Verfahren mit effizienten Produktionen im Bereich unter 1.000 Stück überzeugen. Die Entscheidung, welches Verfahren für welche Anwendungen und Anforderungen die optimale Lösung bietet, muss ausreichend geprüft werden. Hinsichtlich dessen kann ein technologisch breit aufgestellter Produktionspartner einen erheblichen Mehrwert bieten. Er kann auf Erfahrungswerte zurückgreifen und somit die unterschiedlichsten Verfahren in Sachen Wirtschaftlichkeit objektiv bewerten und anbieten.

• Wirtschaftlichkeit auch bei kleinsten Bedarfsmengen

Um ein Projekt im Bereich der Sicherheitsindustrie produktions-, anwendungs- und kostenoptimiert abwickeln zu können, bedarf es zudem branchenspezifischen Know-Hows. Der Umgang mit den industriespezifischen Normen und Abläufen in Kombination mit besonders herausfordernden Randbedingungen setze eine große Menge an Erfahrung voraus. Aus diesem Grund sollte ein Produktionspartner die nötigen Referenzen besitzen, um einen möglichst reibungslosen Projektablauf ermöglichen zu können.

• Reibungsloser Projektablauf durch Branchenkenntnis

Fazit

Kunststoffe als Universalwerkstoff für wehrtechnische Anwendungen werden zukünftig mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Unternehmen befassen sich zunehmend mit dem Thema Kunststoff und treiben dadurch die Materialrevolution voran. Schritt für Schritt werden Komponenten aus Stahl und Aluminium durch leistungsfähige Kunststoffbauteile ersetzt. Mittel- bis langfristig werden innovative Lösungen aus Kunststoff in Kombination mit Metall immer mehr an Bedeutung gewinnen und zu einer gesteigerten Effizienz in der gesamten Wehr- und Sicherheitstechnik beitragen. One-Stop Shops und Komplettanbieter wie die Hintsteiner Group können bei der Entwicklung und Umsetzung aufgrund des umfassenden Leistungs- und Materialportfolios einen enormen Mehrwert bieten.

Hintsteiner Group

Die Hintsteiner Group ist Österreichs führender Hersteller für Prototypen- und Kleinserienfertigung aus  Carbon und Kunststoffen. Rund vier Jahrzehnte Erfahrung in Entwicklung und Fertigung hochqualitativer Leichtbauteile und das technologieübergreifende Know-How machen das Unternehmen zum verlässlichen und innovationsstarken Partner für namhafte und führende Unternehmen in der Wehr- und Sicherheitstechnik.

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