Der erste Referent, Dr. Kai Fischer, Ableitungsleiter Faserverstärkte Kunststoffe und Polyurethane des Instituts für Kunststoffverarbeitung der RWTH Aachen, stellte die Produktionstechnik ins Zentrum seines Vortrags. Diese müsse wesentlich effizienter sein. Derzeit entfallen 30 bis 40 Prozent der Kosten für ein CFK-Bauteil auf die Nachbearbeitung, etwa um Überstände abzuschneiden und die Bauteilkanten zu entgraten.
Daher schlägt er Filmstocks vor, ein mehrlagiges Verbundmaterial aus Polymer- und Kohlefaser-Lagen. Diese lassen sich auch in kleinen Stückzahlen effizient herstellen und die Schichtdicken sowie Faserrichtung an die jeweilige Anwendung anpassen. Durch die präziser auf die Anwendung zugeschnittenen Preforms sinken einerseits die Kosten für das Material. Andererseits lassen sie sich leichter automatisiert weiterverarbeiten.
Erst günstiger, dann flexibler
Auch die folgenden Referenten beschäftigten sich mit effizienteren Produktionsprozessen. Thomas Rübsam, Leiter Geschäftsfeld Composites bei Frimo, und Jürgen Mauß, Leiter Technischer Vertrieb am Frimo-Standort Lotte, waren sich einig darin, dass Kosteneinsparungen bei der Composites-Produktion die Hauptaufgabe ist, die die Industrie lösen muss.
Das führe zu einem geringeren Investitionsvolumen für Verarbeiter und einer höheren Flexibilität der Produktion. Dr. Joachim Starke aus der Abteilung Technische Planung/Innovationen bei BMW, München, erläuterte am Beispiel des BMW i3, welche zusätzlichen Effekte von Leichtbau in Elektrofahrzeugen zu erwarten sind, neben einer höheren Reichweite. Durch die starke Bremswirkung beim bloßen Gaswegnehmen, tritt der Fahrer 90 Prozent weniger auf das Bremspedal als bei einem Benzin- oder Dieselfahrzeug. „Vielleicht kann man dadurch bald auch kleinere Bremsen einbauen“, hofft Starke.
Das spart zusätzliches Gewicht. Was wiederum zu weniger
Gesamtfahrzeugmasse führt, was noch kleinere Bremsen ermöglicht. Damit ist die Gewichtsspirale umgedreht, die moderne Autos durch die Vielzahl an Sicherheits- und Unterhaltungstechnik immer schwerer werden lässt, was stärkere und schwere Motoren und größere Bremsen usw. erfordert. Bis sich CFK-Leichtbau aber in der Massenproduktion durchsetzen kann, müssen die Produktionskosten massiv sinken. Starke nennt einen Richtwert: 90 Prozent geringere Prozesskosten und um 50 Prozent günstigeres Material.
Bei der anschließenden Podiumsdiskussion gibt Starke zu bedenken: „Wir sind derzeit in Sachen Produktionsprozesse eher noch mit der Funktionsintegration beschäftigt.“ Den Bauteilen die gewünschten, lastpfadgerechten Eigenschaften zu verleihen, nimmt also den Hauptteil der Entwicklungsarbeit ein. Prozesse effizienter und damit flexibler und günstiger zu machen, spielt noch eine untergeordnete Rolle.
Derzeit noch mit der Funktionsintegration beschäftigt
Einen möglichen Schritt in die richtige Richtung schlägt Fischer, IKV, vor: „Tapes beziehungsweise Rovings ermöglichen es, gezielt und effizient Funktionen in ein Bauteil zu integrieren.“ Auch wenn sie angesichts ihres geringen Werkstoffgehalts derzeit noch sehr teuer sind, räumt er ein. Einen weiteren Aspekt, um die Produktionskosten zu senken, spricht Rübsam, Frimo, an: „Prozessschritte zu reduzieren, wird der richtige sein.“ Fischer widerspricht: „Bei sehr, sehr hohen Stückzahlen treten die Prozesskosten in den Hintergrund. Die Materialkosten sind da wichtiger.“ Günter Deinzer, Leiter Technikum/Prüffeld Leichtbautechnologien im Audi Leichtbau-Zentrum, ergänzt: „Die Prozesse haben sich in den letzten 4, 5 Jahren schon deutlich verbessert, etwa mit Mehrfach-Kavitäten. Diesen Weg müssen wir weitergehen.“ Darum seien sowohl geringere Materialkosten wichtig als auch geringere Prozesskosten.
