Die Elektromobilität schreitet voran, weshalb auch die Zulassungskennzeichen für Fahrzeuge mit dem E für Elektromobil häufiger zu sehen sind. Sie machen den Wandel weg von Verbrennungsmotoren und fossilen Brennstoffen hin zu alternativen elektrischen oder hybriden Antrieben sichtbar.
1 Disruptiver Wandel in der Automobilindustrie und der Oberflächentechnik
Neben der Elektromobilität bringen auch die Digitalisierung beziehungsweise Vernetzung, intelligente Sensorik und das autonome Fahren große Veränderungen für die Branche mit sich: Ein Großteil der 180 Milliarden Euro, die Autohersteller in Forschung und Entwicklung investieren, entfallen auf Trends wie zum Beispiel vernetztes, autonomes und elektrisches Fahren . Die Automobilindustrie befindet sich in einem disruptiven Wandel (Abb. 1).
Abb. 1: Die Anzahl der E-Autos an der Gesamtmenge steigt kontinuierlich an (Quelle: ZSW)
Diese Entwicklung betrifft auch die Zulieferer der Automobilindustrie, inklusive der Dienstleister in der Galvano- und Oberflächentechnik. So kommen beispielsweise bei der Elektrifizierung des Antriebstrangs von Fahrzeugen andere Bauteile, Komponenten und Systeme zum Einsatz als beim klassischen Verbrenner. Batteriegehäuse, Inverter, Kabelschuhe, Busbars, Steckverbinder & Co. verlangen nach anderen Beschichtungsverfahren als Rohrleitungen, Halterungen für Einspritzverteiler, Tankbänder oder Gehäuse für Kraftstoffpumpen.
Es ist an der Zeit, sich in der Wertschöpfungskette mit dem Wandel und den anstehenden Herausforderungen auseinanderzusetzen. Insbesondere die Suche nach innovativen Werkstoffen sowie komplexe Materialzusammensetzungen stellen Hersteller und Zulieferer vor neue Herausforderungen. Ein Fokus liegt dabei immer auf den Themen Emissions- und Verbrauchsenkung sowie Leichtbau. Die Oberflächenbehandlung nimmt in diesem Themenspektrum einen hohen Stellenwert ein, vor allem in punkto Funktionalität.
2 Komplexe Anforderungsprofile
Die Ansprüche an die Bauteile und ihre Beschichtungen und damit an die Oberflächentechnik werden komplexer. Die Anforderungen an Oberflächen werden multifunktional sein. Neben den klassischen Erfordernissen wie Korrosionsschutz und Verschleißschutz müssen künftige Beschichtungskonzepte verschiedene Eigenschaften miteinander verbinden, etwa hohe Korrosionsbeständigkeit und ein über einen längeren Zeitraum unverändertes Erscheinungsbild. Auch hohe Verschleißfestigkeit in Kombination mit definierter elektrischer Leitfähigkeit kann eine Forderung sein. Definierte elektrische Übergangswiderstände, enge maßliche Toleranzen sowie weitere adaptive Kombinationen von diversen Merkmalen werden ebenfalls wichtiger.
Um diesen komplexer werdenden Ansprüchen zu begegnen, sind häufig neue Beschichtungskonzepte, wie zum Beispiel Kombinationsschichten, gefragt. Sie finden unter anderem Anwendung, um Leistungsübertragung zu gewährleisten, etwa bei Komponenten der Stromübertragung von der Batterie zum Antriebsmotor. Denn die Übertragung hoher elektrischer Leistungen in einem Elektrofahrzeug stellt besondere Anforderungen an den Schutz der Grundwerkstoffe und die darauf applizierten Kontaktwerkstoffe dar.
Die Oberflächenbehandlung nimmt im Kontext neuer Werkstoffe und komplexer werdender Anforderungsprofile einen hohen Stellenwert ein. So bildet die sorgfältige Vorbehandlung der einzelnen Komponenten und Bauteile die Basis für zuverlässigen und dauerhaften Korrosionsschutz, für langzeitstabile Klebeverbindungen oder optimale Lackhaftung. Aber auch bei Themen wie Vermeidung von Kontaktkorrosion, Isolation und Übergangswiderständen spielt die Oberflächentechnik eine wichtige Rolle. Oberflächenbeschichtungen können dazu beitragen, geforderte Funktionalitäten herzustellen, die das Grundmaterial an sich nicht hergibt, beispielsweise auch, um den Einsatz kostengünstigerer Materialien zu ermöglichen.
3 E-Mobilitäts-Trends und deren Bedeutung für die Galvanotechnik
Wesentliche Punkte, um den Trends zu vernetztem, autonomem und elektrischem Fahren gerecht zu werden, sind Leichtbau, Langlebigkeit beziehungsweise Sicherheit und Funktionalität. Zum Erfüllen dieser Merkmale kann die Oberflächentechnik einen wichtigen Beitrag leisten.
Details dazu, wie die Oberflächentechnik den Trends Leichtbau, Langlebigkeit und Funktionalität Rechnung tragen kann, bietet ein Whitepaper der Holzapfel Group zum Thema Beschichtungslösungen für die Elektromobilität.
Die Abhandlung gibt:
- Aufschluss über die Herausforderungen der Elektromobilität für die Oberfläche der Bauteilkomponenten, beispielsweise aus der Autoelektronik und dem Antriebsstrang
- Informationen über mögliche Oberflächenlösungen bei multifunktionalen Anforderungen
- Eine Übersicht über künftige Entwicklungen
- Beispielhafte, konkrete Anwendungsfälle für Beschichtungen bei Elektromobilitätsanwendungen, etwa für Stromschienen/Busbars oder Steckverbinder.
Das Whitepaper steht über die Internetseite der Holzapfel Group zur Verfügung, entweder durch Weiterlesen oder zum kostenfreien Download:
