Interview mit Dr. Rajkiran Tiwari, R&D Manager bei YTC America
„Bambus bindet fast viermal so viel CO2 wie ein Baum“
Nach einem weiteren Sommer mit Hitzerekorden zeigt sich: Auch die Bordnetzbranche muss ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten. Dr. Rajkiran Tiwari von YTC America erklärt, wie der Einsatz von Bambus-Verbundwerkstoffen CO2-Emissionen senken kann.
Dr. Rajkiran Tiwari arbeitet seit 2020 bei YTC America, derzeit als R&D Manager. Der studierte Chemieingenieur ist auf Thermoplaste, Elastomere und Polymerblends spezialisiert.
Rajkiran Tiwari
Soll der CO2-Fußabdruck von Bordnetzkomponenten gesenkt werden, müssen auch die eingesetzten Polymerwerkstoffe unter die Lupe genommen werden. Ein Ansatz zu mehr Nachhaltigkeit könnte darin bestehen, konventionelle PP-Compounds durch Verbundwerkstoffe mit pflanzlichen Füllstoffen zu ersetzen.
Dr. Rajkiran Tiwari, R&D Manager bei YTC America, arbeitet an PP/Bambus-Verbundwerkstoffen für Anwendungen wie Schutzabdeckungen, Relaisboxen und Halterbaugruppen. Auf der Automotive Wire Harness & EDS Conference Detroit 2026 stellt er seinen Ansatz in der Keynote „Polymer Eco-Filler Composite Materials: Advanced Materials for a Sustainable Future“ vor. Im Interview erläutert Tiwari, was diese Materialien bereits leisten können und wo sie noch an ihre Grenzen stoßen.
Die Automotive Wire Harness & EDS Conference geht 2026 in die fünfte US-Runde: Am 20. und 21. Oktober trifft sich die Bordnetz-Community in Dearborn, Michigan.
Mit dabei sind unter anderem Experten von TE Connectivity, Rivian, GG Group und zahlreichen weiteren Unternehmen. Im Mittelpunkt stehen die aktuellen Herausforderungen der Branche, neue technische Ansätze sowie Lösungen, die OEMs und Zulieferer bereits heute entwickeln und erproben. Mindestens ebenso wichtig wie das Vortragsprogramm ist der persönliche Austausch. Zwei Tage lang bietet die Konferenz Gelegenheit, mit Fachleuten ins Gespräch zu kommen, Erfahrungen zu teilen und neue Kontakte zu knüpfen.
Auch die Caresoft Site Tour (per Shuttle-Service) ist 2026 wieder Teil des Programms. Teilnehmer erhalten dabei exklusive Einblicke in aktuelle Fahrzeugtechnik und Entwicklungsansätze. Zwei Tage Fachwissen, Austausch und Einblicke aus erster Hand erwarten Sie. Weitere Informationen und Tickets erhalten Sie hier.
Herr Tiwari, welche Klassen von Öko-Füllstoffen haben derzeit das größte Potenzial für elektrische Anwendungen im Automobilbereich, und welche Materialeigenschaft wird beim Ersatz einer konventionellen Formulierung in der Regel als Erstes zum limitierenden Faktor?
Es gibt weitere Öko-Füllstoffe mit faserigen Strukturen, die möglicherweise eine ähnliche Leistungsfähigkeit erreichen können. Es ist jedoch wichtig hinzuzufügen, dass Bambus im Gegensatz zu anderen Öko-Füllstoffen in der gesamten südlichen Hemisphäre verfügbar ist. Bambus ist ein Gras, das alle zwei Jahre geerntet werden kann und nicht neu angepflanzt werden muss, da es sich über Rhizome ausbreitet. Bambus ist ähnlich dicht und fest wie Holz von Bäumen. Aufgrund seines schnellen Wachstums bindet Bambus jedoch fast viermal so viel CO2 wie ein Baum, beispielsweise eine Kiefer.
Wir haben einen PP/Bambus-Öko-Verbundwerkstoff entwickelt und zielen damit auf Kabelbaumkomponenten wie Schutzabdeckungen, Relaisboxen und Halterabdeckungen. Unsere Formulierungen sind darauf ausgelegt, konventionelle PP/Talkum-Verbundwerkstoffe zu ersetzen, und haben die OEM-Spezifikationen für die entsprechenden Bauteile erfüllt. Derzeit konzentrieren wir uns darauf, diese Materialien für Komponenten der Kabelbaummontage einzusetzen und nicht für die elektrische Isolierung.Wir können die Formulierung an die jeweilige Bauteilspezifikation anpassen. Die Auswirkungen hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Temperaturen müssen jedoch entsprechend den OEM-Spezifikationen bewertet werden. Unsere Entwicklung konzentriert sich darauf, nach der Verarbeitung und der umweltbedingten Alterung ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil aufrechtzuerhalten.
Tests unter hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und UV-Licht
Wie stark beeinflussen Füllstoffmorphologie, Partikelgröße, Oberflächenbehandlung und Dispersion Eigenschaften wie dielektrisches Verhalten, Kriechen, Schlagzähigkeit, Wärmeausdehnung und Verarbeitbarkeit?
Füllstoffmorphologie, Partikelgröße und Füllstoffdispersion beeinflussen die Eigenschaften von PP/Bambus-Öko-Verbundwerkstoffen erheblich. Wir haben die Auswirkungen dieser Variablen während der Entwicklung der Materialformulierungen systematisch untersucht. So kann beispielsweise die Füllstoffmorphologie, etwa das Aspektverhältnis, die Zähigkeit und Steifigkeit des Öko-Verbundwerkstoffs beeinflussen. Gleichzeitig verbessert die Auswahl des richtigen Additivtyps die Spannungsübertragung zwischen Bambus und Polypropylen und führt dadurch zu einer hohen Materialfestigkeit.
Eine unzureichende Dispersion des Füllstoffs kann zu Agglomeraten führen, die als Spannungskonzentratoren wirken und dadurch Bauteilfehler beim Spritzgießen sowie einen vorzeitigen Ausfall verursachen können. Unsere Zielanwendungen sind Schutzabdeckungen und Relaisboxen für den physischen Schutz und nicht für die elektrische Isolierung. Daher werden sie in erster Linie hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, Umweltbeständigkeit und Entflammbarkeit bewertet und nicht hinsichtlich dielektrischer Eigenschaften.
Welche Alterungsmechanismen machen am ehesten Schwächen sichtbar, die bei ersten Materialtests noch nicht erkennbar sind – beispielsweise Feuchtigkeitsaufnahme, thermische Oxidation, Chemikalien oder wiederholte Temperaturwechsel?
Wir haben umfangreiche Untersuchungen an Öko-Verbundwerkstoffen unter hoher Luftfeuchtigkeit und hohen Temperaturen, bei wiederholten Temperaturwechseln, unter UV-Licht sowie bei chemischer Belastung von Spritzgussteilen durchgeführt und auch das Recycling untersucht. Obwohl sich einige Eigenschaften nach der Umweltbelastung verschlechterten, blieben die meisten Endeigenschaften denen von PP/Talkum überlegen.
Für eine faire Bewertung sollten Prüfungen anhand der relevanten OEM-Spezifikationen durchgeführt werden, um festzustellen, ob die aktuelle Formulierung weiter optimiert werden muss, um kritische Eigenschaften zu stabilisieren.
Da der Öko-Verbundwerkstoff für ergänzende Kabelbaumkomponenten und nicht für die elektrische Isolierung vorgesehen ist, wurden Isolationswiderstand und dielektrische Verluste nicht untersucht.
Warum Bambus die Lieferkette nachhaltiger macht
Wie sollte Nachhaltigkeit auf Systemebene bewertet werden, damit ein Material mit geringerem CO2-Fußabdruck nicht durch zusätzliches Gewicht, höhere Ausschussquoten, längere Verarbeitungszyklen oder eine geringere Lebensdauer Nachteile verursacht?
Das ist eine ausgezeichnete Frage. Nachhaltigkeit muss auf Basis des gesamten CO2-Fußabdrucks des Bauteils bewertet werden, einschließlich der Rohstoffe, der Nutzungsdauer und des End-of-Life-Szenarios. Dazu gehören unter anderem die Beschaffung der Rohstoffe, die Trocknung der Öko-Füllstoffe, das Compoundieren, die Zykluszeit beim Spritzgießen, der Werkzeugverschleiß, Ausschuss- und Mahlgutquoten, die Bauteilmasse, der Transport, die Haltbarkeit, die Reparierbarkeit, die Optionen am Lebensende und vorzeitige Ausfälle.
Deshalb konzentriert sich unsere Arbeit nicht nur darauf, konventionelle Materialien durch PP/Bambus-Verbundwerkstoffe zu ersetzen, sondern auch darauf, eine nachhaltige Lieferkette und ein langlebiges Material zu schaffen, das mit bestehenden Verarbeitungskapazitäten funktioniert und sich in bestehende Verarbeitungsprozesse integrieren lässt. Wir haben Untersuchungen mit Mahlgut durchgeführt und gezeigt, dass Spritzgussabfälle aus PP/Bambus bis zu fünfmal wieder in den Prozess eingebracht werden können, ohne dass es zu Leistungseinbußen kommt. Nachhaltigkeit und Herstellbarkeit müssen gemeinsam entwickelt werden.
Was erhoffen Sie sich persönlich von der Automotive Wire Harness & EDS Conference Detroit 2026?
Ich hoffe, mehr über die Anforderungen der OEMs an die Materialqualifizierung zu erfahren und zu verstehen, wie wir Öko-Verbundwerkstoffe in dieses System integrieren können. Außerdem freue ich mich darauf, mit OEMs, Zulieferern und anderen Teilnehmern auf Grundlage umfangreicher Prüfungen über die Haltbarkeit von PP/Bambus-Verbundwerkstoffen für Automobilbauteile zu diskutieren. Diese Gespräche werden dabei helfen, weitere Anwendungsmöglichkeiten zu identifizieren.
