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„Silicon macht’s möglich”

Autokonzerne auf der ganzen Welt treiben die Elektrifizierung des Antriebsstrangs voran. Da die leistungsstarken Elektromotoren hohe Temperaturen erzeugen, sind Produkte aus Silicon unverzichtbar. Unter anderem schützen sie die sensible Elektronik und unterstützen das Wärmemanagement.

Mit Blick auf die neuen Antriebstechnologien, aber auch in anderen Branchen und Bereichen, ändern sich die Anforderungen an Silicone ständig. Deshalb werden diese Hochleistungswerkstoffe laufend weiter entwickelt. Christian Gimber von WACKER SILICONES gibt im Interview einen Ausblick auf die wichtigsten Entwicklungstrends.

Christian Gimber

Christian Gimber ist Vice President der Business Unit Silicone Engineering bei der Wacker Chemie AG.

Die Business Unit Silicone Engineering umfasst das globale Geschäft in Bezug auf maßgeschneiderte Lösungen von Siliconelastomeren in High-End-Anwendungen.

Herr Gimber, welche Fortschritte wurden in der Werkstoff-Entwicklung in den letzten zehn Jahren bei Siliconen erreicht?

Einer der wichtigsten Fortschritte war die Entwicklung selbsthaftender Flüssigsilicone. Sie ermöglichen die effiziente Herstellung von Hart-Weich-Verbundbauteilen ohne Einsatz von Haftvermittlern. Gerade für die Dichtungstechnik birgt das viele Vorteile: Silicondichtungen werden mit dem Bauteil verklebt, das erleichtert die Montage und verbessert die Dichtigkeit. Auch mechanische Eigenschaften wie Reißfestigkeit, Druckverformungsrest und Medienbeständigkeit haben sich in den letzten Jahren enorm verbessert. Wir bieten inzwischen einen Flüssigsiliconkautschuk mit einer Härte von 90 Shore A, was einem Thermoplast recht nahe kommt. Fortschritte wurden auch bei der Entflüchtigung erzielt. Sogenannte Non-Post Cure-Typen besitzen schon nach der Vulkanisation so hohe Festigkeiten, dass sie nicht mehr getempert werden müssen. Eine zeit- und kostenintensive Nachbehandlung des Elastomers entfällt.

Welches sind die wichtigsten Aufgaben, die die Werkstoffklasse in Zukunft erfüllen muss und worin liegt das größte Entwicklungspotenzial?

Siliconelastomere zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften, hohe Elastizität und extreme Hitzebeständigkeit aus. All das wird in Zukunft immer wichtiger. Besonders hoch sind die Anforderungen bei Dichtungsmaterialien, nicht nur im Automobilbau. Siliconelastomere sind dank ihrer Medienbeständigkeit und ihres hohen Rückstellvermögens sehr robust und dichten gut ab. Als Vergussmassen schützen Silicone empfindliche Elektronikbauteile vor Staub und Vibrationen. Auch LEDs werden mittlerweile mit Spezialsiliconen vergossen. Aufgrund ihrer dielektrischen Eigenschaften werden Silicone auch in der elektrischen Energieversorgung oder als Kabelgarnituren eingesetzt. In Flughäfen und öffentlichen Gebäuden werden Brandschutzkabel häufig mit keramifizierenden Siliconen isoliert, die im Brandfall vor einem Kurzschluss schützen. Auch in der Medizintechnik werden Silicone verstärkt eingesetzt: sei es in Kathetern, Beatmungsmasken, OP-Bedarf, Orthopädie oder Prothetik. Mittlerweile gibt es sogar Wundauflagen, die mit sanft haftenden Silicon-Gelen beschichtet sind. Dieser Markt birgt noch viel Potenzial.

„Die Elektrifizierung von Autos und der Siegeszug von Fahrerassistenzsystemen bis hin zum autonomen Fahren ist für Silicone eine große Chance.“

Christian Gimber, Vice President der Business Unit Silicone Engineering bei der Wacker Chemie AG

Welche Rolle spielt Silicon im Hinblick auf Nachhaltigkeit und ressourcenschonende Produkte? Welchen Beitrag kann der Werkstoff leisten?

Silicone vertragen höhere Temperaturen und besitzen eine bessere Mechanik als andere Kautschuke. Dadurch ermöglichen sie die Konstruktion von effizienteren und sparsameren Motoren. Stichwort Downsizing: Dank modernem Motormanagement und kompakterer Bauweise sind Automotoren heute deutlich effizienter und sparsamer als früher. Der Nachteil: sie werden immer heißer. Aber im Gegensatz zu vielen anderen Kunststoffen können Silicone dank ihrer thermischen Stabilität die steigenden Anforderungen erfüllen. Zudem lassen sie sich effizient verarbeiten: Flüssigsiliconkautschuke sind etwa prädestiniert fürs Spritzgießen, ein sehr effizientes Verfahren für die Massenherstellung von Bauteilen. Ressourcenschonend sind auch unsere UV-aktivierbaren Silicongele: Sie vernetzen schnell und ohne Ofenhärtung, das spart Zeit, Energie und Heizkosten.

Was fällt Ihnen im Zusammenhang mit E-Mobility und Leichtbau zu Elastomeren ein?

Silicone kommen hier in vielen Bereichen zum Einsatz: etwa zur Isolierung von Hybridkabeln, zum Vergießen der Bordelektronik und Sensoren oder zur Wärmeabführung. Gerade das Wärmemanagement wird angesichts steigender Fahrleistungen und Reichweiten immer wichtiger. Die in Batterie, Motor und Elektronik entstehende Wärme muss ja abgeführt werden. Dies gelingt mit Gapfillern und speziellen Siliconklebstoffen, die die Elektronik mit dem Kühlkörper verbinden. Auch im Leichtbau sind Silicone gefragt: Beispielsweise werden mit flammhemmenden Siliconen beschichtete Leichtbaulaminate zur Trennung von Fahrzeugbereichen eingesetzt, etwa zwischen Batterie und Fahrgastraum. Auch spielen Schäume und andere auf Silicon basierende Materialien in neueren Sicherheitskonzepten im Batteriebau eine bedeutendere Rolle. Dabei vereinen Sie zwei Kerneigenschaften: Temperaturbeständigkeit über einen weiten Temperaturbereich und eine hohe Funktionssicherheit über das gesamte Fahrzeugleben. Zudem hat WACKER schäumbare Siliconelastomere für Flugzeuge entwickelt: Sie machen Sitze und Kissen extrem leicht und bieten ein hohes Maß an Sicherheit, weil Silicone nur schwer entflammbar sind.

Wo geht die Reise der Silicone für WACKER im Automobilbau hin?

Die Automobilindustrie unterliegt derzeit einem signifikanten Wandel. Das Rennen um die vorherrschende Antriebstechnologie ist gerade erst eröffnet worden. Jeden Tag werden neue technische Anforderungen an uns gestellt, die von unseren Technologiekompetenzzentren in Deutschland, China und Südkorea umgesetzt werden. Wacker wird mit seinen innovativen Lösungen einen entscheidenden Teil dazu beitragen, alternativen Antriebstechnologien zum Durchbruch zu verhelfen.

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