DuPont Engineering Polymers ist mit Morph Technologies Inc., Integran Technologies Inc., beide Kanada, sowie PowerMetal Technologies, USA, eine Allianz zur Entwicklung und Kommerzialisierung von Hybriden aus nanokristallinen Metallen und Kunststoffen eingegangen. Dabei sollen die Vorteile von Metallen – sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit – mit denen von Kunststoffen – Gestaltungsfreiheit und geringes Gewicht – kombiniert werden.

Erste Anwendungsgebiete sind hochfeste, steife und zugleich sehr leichte Bauteile für die Automobil-, Unterhaltungselektronik- und Sportartikelindustrie. Dazu Keith Smith, Vice President und General Manager bei DuPont Engineering Polymers: „DuPont Engineering Polymers gehört zu den führenden Anbietern von Lösungen zur Metallsubstitution. Nun stellen wir die traditionellen Kunststoff-Metall-Hybride auf den Kopf und entwickeln eine innovative Technologie, bei der das Metall auf den Kunststoff aufgebracht wird. Damit erreichen wir sprunghafte Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften, und darüber geben wir Entwicklern
nun Möglichkeiten, völlig neue Wege bei der Konstruktion von Bauteilen zu gehen.“

Die neue Technologie der MetaFuse Nanometall-Kunststoff-Hybride basiert auf einem geschützten Verfahren, mit dessen Hilfe eine hochfeste Nanometallschicht auf Bauteile aus technischen Kunststoffen von DuPont aufgebracht wird. So besitzen die Komponenten ein geringes Gewicht und lassen sich in einer Vielzahl von komplexen Geometrien fertigen. Die Steifigkeit des Hybrids entspricht der von Magnesium oder Aluminium, die Festigkeit übersteigt deren Werte sogar.

„Die patentierte MetaFuse Technologie ergibt Metalle mit Korngrößen, die um ein Tausendfaches kleiner sind als die herkömmlicher Metalle“, so Gino Palumbo, Präsident und CTO bei Integran Technologies Inc. „Nanokristallines Nickel oder nanokristalline Nickel-Eisen-Legierungen gehören zu den Hochleistungsmetallen, deren Festigkeit zwei- bis dreimal so hoch ist wie die von herkömmlichem Stahl.

Zudem sind sie wesentlich härter, und sie besitzen bessere Verschleiß- und Reibeigenschaften. Diese Technologie führt direkt zu einer integrierten metallischen Umhüllung mit einer nanokristallinen Körnung, ohne dass irgendwo während des Herstellungsprozesses Nanopartikel entstehen.“

Clive Robertson, Business Development Manager bei DuPont Engineering Polymers, ergänzt: „Metalle besitzen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit, bieten aber nur begrenzte Möglichkeiten zur kosteneffizienten Herstellung von Bauteilen mit komplexer Form und zusätzlich integrierten Funktionalitäten. Mit thermoplastischen Kunststoffen dagegen sind der Formgebung und der Funktionsintegration kaum Grenzen gesetzt – ihre Festigkeit und Steifigkeit sind jedoch enger limitiert. Diese neue Technologie der MetaFuse Nanometall-Kunststoff-Hybride kombiniert die Vorteile beider Werkstoffe.“

Erste Entwicklungen konzentrieren sich auf ausgewählte Anwendungen in Automobilbau, Unterhaltungselektronik und Sportartikeln, die von den Vorteilen der neuen Technologie am meisten profitieren werden. Die Vereinbarung sieht vor, dass DuPont Engineering Polymers mit seinen weltweiten Entwicklungs-, Forschungs- und Kundenservicecentern global tätige Kunden bei der Entwicklung federführend unterstützen wird, um diese innovative Technologie im Markt zu etablieren.

Die neue Technologie ist Teil des Portfolios von DuPont Engineering Polymers für Lösungen zur Metallsubstitution. Diese umfassen eine breite Palette von ‚SuperStructural Monolithic Solutions‘, wie glas-, kohlefaser- und langglasfaserverstärkte Kunststoffe. Robertson: „Die MetaFuse Nanometall-Kunststoff-Hybride sind eine logische Erweiterung unseres Portfolios. Sie ergänzen unser Angebot an Lösungen zur Metallsubstitution, das zurzeit eine Palette an steifen, festen, schlagzähen thermoplastischen Kunststoffen beinhaltet und in absehbarer Zukunft weiter ausgebaut werden soll.“

Du Pont de Nemours (Deutschland) GmbH.