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26.05.2011

Alles wird leichter

Automobilbau setzt auf Carbon

Auf dem VDI-Kongress „Kunststoff im Automobilbau“, der am 6. und 7. April in Mannheim stattfand, diskutierten etwa 1.300 Experten, welche Leichtbautechniken bei den Autos von morgen eingesetzt werden können.

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Dass der serienmäßige Einsatz von Kohlenstofffasern dabei eine wichtige Rolle spielt, darüber waren sich Unternehmensvertreter und Wissenschaftler einig. „Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) werden den Automobilbau von morgen nachhaltig verändern. Im Vordergrund steht das enorme Leichtbau-Potenzial dieser neuen Werkstoffklasse, verbunden mit der Fähigkeit, hochfeste, steife und crash-geeignete Strukturen darstellen zu können”, sagte Tagungsleiter Prof. Dr. Rudolf C. Stauber von der Universität Erlangen und Vorsitzender des VDI-Fachausschusses Kunststoffe im Automobilbau.

Über den derzeitigen Stand des Leichtbaus und des Einsatzes von Kohlenstofffasern bei Audi berichtete Günter Deinzer, Leiter Technologie und Eigenschaftsentwicklung Faserverbundwerkstoffe: „Um die Strategie der nachhaltigen Mobilität erfolgreich umzusetzen, ist es für uns ganz maßgeblich, das Fahrzeuggewicht weiter zu reduzieren – und das unabhängig vom Antriebskonzept.” Audi habe einen reichen Erfahrungsschatz mit Carbon. Unter anderem werde der Faserverbundwerkstoff am Sideblade in Strukturgewebeoptik im aktuellen Audi R8 Coupé eingesetzt sowie der Anteil der CFK-Bauteile beim R8 Spyder noch weiter erhöht. „Wir sind durchaus von den funktionalen Eigenschaften des Werkstoffes überzeugt, aber wir verfolgen einen ganzheitlichen und nachhaltigen Multi-Material-Ansatz beim Thema Leichtbau, statt vordergründig einen Werkstoff zu exponieren”, sagte Deinzer.

CFK ist gleichzeitig Chance undHerausforderung

Auf die Vorteile, die der Einsatz von CFK mit sich bringt, aber auch auf die Herausforderungen, die für eine industrielle Großserienfertigung zu meistern sind, ging Dr. Hubert Jäger, Senior Vice President und Chairman Technology & Innovation der SGL Carbon, ein. „Carbonfaser-Verbundwerkstoffe oder carbonfaserverstärkte Kunststoffe, kurz: CFK, zeichnen sich durch hohe Festigkeit bei geringem Gewicht aus. Sie sind um 80% leichter als Stahl und 40% leichter als Aluminium und eignen sich daher hervorragend zur Materialsubstitution“, so Jäger. Doch mit dem Ersetzen des Werkstoffes sei es nicht getan. Der Schlüssel für eine wirkliche Großserienproduktion liege momentan in der Prozessoptimierung und Automatisierung. Während die Herstellung der Carbonfasern selbst zwar energieintensiv, jedoch weitestgehend automatisiert sei, würde die Weiterverarbeitungsstufe noch viel Optimierungspotenzial bieten.

Veranstaltungen und Ausstellungen ergänzten den Kongress

Die Kongressteilnehmer hatten die Möglichkeit, sich während der zweitägigen Veranstaltung in mehr als 30 unterschiedlichen Fachvorträgen und Diskussionsrunden über innovative kunststofftechnische Lösungen im Pkw- und Nutzfahrzeugbau zu informieren. Parallel zum internationalen Fachkongress begleiteten 90 Aussteller die Veranstaltung und demonstrierten neue Trends und Entwicklungen. Und im Autosalon wurden 18 aktuelle Fahrzeuge ausgestellt.

Bereits am Vorabend der Veranstaltung ließ BASF beim „Ateliertreff” Kunden und Unternehmenspartner hinter die Kulissen schauen. An 25 Posterständen demonstrierten die Fachleute aus der Kunststoff- und Automobilbranche beispielsweise, welche Ansätze das Unternehmen mit Blick auf den Leichtbau, auf innovative Materialien und Oberflächen verfolgt.
Gezeigt wurde beispielsweise das Simulationsinstrument Ultrasim mit integrierter Optimierung. Durch die Erweiterung des Werkzeuges können nun beide Teilschritte – Füllung und Mechanik – gleichzeitig am Computer optimiert werden. In die klassische integrative Simulation wurde die mathematische Bauteiloptimierung integriert, so dass eine integrative Optimierung möglich ist.

Für Designer und Entwickler wurde ein Arbeitskoffer vorgestellt, der Inspirationen für die Gestaltung des Autoinnenlebens geben soll. Nicht die Vermittlung primär technischer Informationen steht bei dieser Materialpräsentation im Vordergrund sondern das Erleben und Ertasten des Materials. Das „Material Kit„ ist ein Arbeitskoffer, der einen Großteil des Material-Knowhows des Unternehmens für den Interieurdesigner bündelt: Nach den Kriterien Haptik, Optik und Funktion strukturiert, zeigt das Material Kit über 30 verschiedene BASF-Produkte in Form 4 x 6 cm großer Muster, die sich herausnehmen und anfassen lassen. Für die neuartige Konzeption und hochwertige Gestaltung ist das Materiallexikon im Oktober 2010 mit dem „Grand Innovation Award” in der Rubrik Image-/Produktbroschüre der Society of Plastics Engineersausgezeichnetworden.

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