Substitution konventioneller Werkstoffe in handgeführten Elektrowerkzeugen

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Substitution konventioneller Werkstoffe, insbesondere dem Ersatz von Metallen durch Polymere. Eine einheitliche und umfassende Vorgehensweise zur Beurteilung von Substitutionspotentialen wurde entwickelt. Mit Hilfe einer dafür erarbeiteten Methodik wurden Daten erfasst und ausgewertet, um die technische Eignung und Einsetzbarkeit von Polymeren als alternative Bauteilwerkstoffe zu beurteilen. Am Beispiel des Produktportfolios eines Herstellers von handgeführten Elektrowerkzeugen wurden sämtliche Bauteile mit Substitutionspotential aufgezeigt. Neben dem Nachweis der prinzipiellen Eignung wurden auch wirtschaftliche Aspekte wie Wettbewerbsvorteile durch besseres Leistungsgewicht oder geringere Herstellkosten berücksichtigt. Zusätzlich zur geräteübergreifenden Substitutionserhebung wurde für ein ausgewähltes Bauteil eine detaillierte Werkstoffsubstitution mit notwendigen Konstruktionsanpassungen, Simulationen und Tests durchgeführt. Als Ergebnis konnte die Funktion eines metallischen Kolbenbolzens in Kolben und Pleuelstange, die aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, integriert werden. Die technische Eignung, sowie Kosten und Gewichtsvorteile wurden nachgewiesen. Die Arbeit zeigt die Eigenheiten und Unterschiede von Kunststoffen und Metallen auf. Zusätzlich liefern die grobe und geräteübergreifende sowie die detaillierte Betrachtungsweise eine ganzheitliche Beleuchtung der Metallsubstitution.