Supporting industry shift to e-mobility

Dätwyler erweitert mit «elektrisch und thermisch leitfähigen und elektromagnetischen Interferenz (EMI) abschirmenden Materialien (ETEMI™)» seine firmeninternen Kompetenzen. Das ETEMI™ Projekt wurde 2020 als Antwort auf die Herausforderungen bei neuen Mobilitätsanwendungen – und darüber hinaus – ins Leben gerufen und umfasst eine Werkstoffentwicklungsbrandbreite, die von gewöhnlichen Elastomeren, über Flüssigsilikonkautschuk (LSR) bis hin zu Thermoplasten sowie deren Verbunde zu z.B. Metallen, Kunststoffen oder Fasern reicht. Ziel ist es, für Kunden, die sich in Richtung Hybrid- und batterieelektrische Fahrzeuge diversifizieren, die gesamte Palette systemkritischer Dichtungskomponenten mit erweiterten Funktionalitäten, wie das Erfassen der Dichtungsintegrität oder das lokale Halten elektrischer Ladung in einer Batteriedichtung, bereitstellen zu können.

Beispiel für eine Dichtung in einem Akkupack, die mit wärmeleitendem Elastomer hergestellt wurde. Eine solche Dichtung kann einem Akkupack strukturelle Stabilität verleihen, Schutz vor der Umgebung bieten und die Wärmeübertragung des Akkus unterstützen.

Da der Trend zur Elektrifizierung weiter an Fahrt aufnimmt, wird es bei der Werkstoffentwicklung immer wichtiger, dass diese Elektrizität und Wärme leiten, sowie bestimmte Komponenten vor elektromagnetischen Interferenzen (EMI) abschirmen können. Unser ETEMI™ Projekt ist die treibende Kraft bei der Realisierung einer völlig neuen Kategorie von Werkstoffen – solchen, die die höchsten Anforderungen an die Dichtungstechnik erfüllen und darüber hinaus die oben genannten Eigenschaften mit hoher Sicherheit und Effizienz bieten.
Luana Lettieri
Manager Material Development

ETEMI™ ist der entscheidende Impulsgeber für den Aufbau einer Werkstoffmatrix, die alle Eigenschaften mit sich bringt, um elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die Abschirmung von elektromagnetischen Interferenzen (EMI) gekoppelt oder entkoppelt einzusetzen, was in einer Vielzahl von Einsatzszenarien notwendig ist. Das Wärmemanagement einer Batterie für Elektrofahrzeuge könnte beispielsweise zum Teil über das Dichtungsmaterial gesteuert werden, das gleichzeitig die EMI-Abschirmung übernimmt. Dadurch würden Komponenten wie Sensoren und kritische Steuereinheiten vor Umwelteinflüssen sowie elektromagnetischen Störungen geschützt.

Elektrische Leitfähigkeit für Entladungs- und antistatische Materialien lässt sich ebenfalls über die Dichtungstechnik realisieren. Es gibt viele Beispiele für diese kombinierte Funktionalität, die es erlaubt, auf bestimmte Komponenten wie etwa metallische Leiter zu verzichten, wodurch eine Gewichtsreduzierung erzielt wird. Insgesamt geht es entsprechend nicht nur darum, eine Dichtung mit hoher Leistungsfähigkeit bereitzustellen, sondern dieser Dichtung auch die Eigenschaften mitzugeben, die die vielen zusätzlichen Anforderungen im Bereich der Elektrifizierung erfüllen.

Ausbau der Fähigkeiten in der Materialentwicklung.

Im Rahmen des ETEMI™ Projekts hat Dätwyler seine Expertise unter anderem beim hauseigenen Mischen spezieller Werkstoffe mit eigens entwickelten Mischprogrammen sowie bei der umfassenden Analyse und Prüfung neuer Materialien ausgebaut. Für viele Aufgaben im Rahmen des Projekts musste das Unternehmen neue Lösungswege entwickeln. Zudem müssen die neuen Materialien in diesem Bereich strengere Vorgaben erfüllen als je zuvor. Daher wurden für die internen Labore das erforderliche Fachwissen samt der notwendigen Technologien bereitgestellt, um Werkstoffe zu entwickeln und zu testen, die den höchsten Anforderungen unterschiedlicher regulativer Normen entsprechen – etwa ISO 1853 und ASTM D911 für die elektrische Leitfähigkeit, ASTM D4935-18 zur Analyse der EMI-Abschirmwirkung oder DIN EN 993-15 zur Charakterisierung der Wärmeleitfähigkeit der entwickelten Elastomermischungen.

Projekte wie ETEMI™ werden meist auf akademischer Ebene durchgeführt, und zwar mit Fokus auf eine einzelne Herausforderung oder ein einziges Einsatzszenario. Indem wir unternehmensintern die Initiative ergreifen und unsere Materialexpertise nutzen, sind wir in der Lage, eine breite Palette neuer Materialien zu entwickeln, zu testen und zu analysieren, die die neuen Herausforderungen der Mobilität erfüllen. Darüber hinaus profitieren wir auch von unseren Stärken auf der industriellen Seite, sodass wir sicherstellen können, dass diese Materialien schnell und effizient vom Labor in die Großserienproduktion übernommen werden können. Durch dieses Projekt erweitern wir sowohl unsere Expertise als auch unser Produktportfolio und stellen so sicher, dass wir weiterhin bei der gemeinsamen Entwicklung mit unseren Kunden maßgeschneiderte Lösungen schaffen können, die den jeweiligen Bedürfnissen und Anforderungen entsprechen.
Dr. Hediyeh Zahabi
Manager Material Development