Fachmessen COMPOSITES EUROPE und ALUMINIUM zeigen Perspektiven im Automobilbau

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Von der selbsttragenden Aluminium-Karosserie bis zum Carbon-Monocoque: Mit der Debatte um Kohlendioxid-Reduzierung und Senkung des Kraftstoffverbrauchs hat das Thema Leichtbau in der Automobilindustrie neuen Schub bekommen. Auf der Weltmesse ALUMINIUM 2010 und der internationalen Fachmesse COMPOSITES EUROPE, die vom 14. bis 16. September 2010 parallel in Essen stattfinden, zeigen mehr als 1’100 Aussteller die Potenziale der Werkstoffe Aluminium und Faserverbundkunststoffe. Besonders die Anwendungsbereiche der Materialien wie der Automobilbau stehen dabei im Mittelpunkt. Beide Fachmessen vollziehen aber auch den Brückenschlag zwischen beiden Materialien und zeigen, wie Werkstoffverbünde das Leichtbaupotenzial von Aluminium und Composites erweitern können.

160 kg Aluminium pro PKW

In Karosserien, Motorblöcken, Kolben und Getriebegehäusen hat sich Aluminium längst durchgesetzt: Durchschnittlich rund 160 kg des Materials werden heute in westeuropäischen Pkws verbaut. Der Automobilsektor ist damit einer der wichtigsten Absatzmärkte für Aluminiumprodukte. Mehr als ein Drittel des gesamten Aluminiumbedarfs in Deutschland wird im Transport- und Verkehrssektor eingesetzt.
Der Vorteil des Aluminium-Einsatz liegt neben den Werkstoffeigenschaften in der Anwendungsbreite für verschiedene Fahrzeug-Baugruppen in den Möglichkeiten der verschiedenen Fertigungsverfahren, also Blech-, Guss-, Strangpress-, oder Schmiedekonstruktion. Der Einsatz von Aluminium wird auch durch neue Verbindungstechniken forciert. Verbesserte Lötverfahren haben beispielsweise dazu geführt, dass heute bereits fast alle Wärmetauscher für Autoklimaanlagen und -kühler aus Aluminium gefertigt werden. Innovative Schweissverfahren ermöglichen es, komplexe Strukturen aufzubauen, die nicht nur technische, sondern auch ökonomische Vorteile bieten.

Composites in der Automobilindustrie

Großes Potenzial haben auch Faserverbundwerkstoffe. Zwischen aktuellem Stand und möglichen Perspektiven der Composites im Automobil klafft derzeit aber noch eine riesige Lücke. 2009 lag der Anteil von CFK in allen produzierten Automobilen bei insgesamt nur einem Prozent. Der Einsatz von CFK- und GFK-Bauteilen scheitert derzeit aber noch an den großen Stückzahlen und den hohen Herstellungskosten. Doch die Zeit arbeitet für die Composites. So ist der durchschnittliche Preis für Kohlenstoff-Fasern von einst astronomischen 3’000 Euro je Kilogramm dank des technischen Fortschritts auf 15 bis 20 Euro für Standardfasern zusammengeschmolzen. Laut einer Studie von E. Fuchs und R. Kirchhain sind GFK dadurch bei einem jährlichen Produktionsvolumen bis zu 115’000 Einheiten und CFK bis zu 85’000 Einheiten (Body-in-White/Fahrzeugrohbau) günstiger als Stahl. Erst bei höheren Stückzahlen spielt der traditionelle Werkstoff seine Kostenvorteile als Massenware aus.

Industrie arbeitet an Produktionsprozessen

Nur mit einer voll automatisierten Herstellungskette sind die erforderlichen Taktzeiten von etwa zwei Minuten pro Bauteil zu erreichen. Zwar werden pro reduziertes Kilogramm Fahrzeuggewicht rund fünf Euro Mehrkosten toleriert, dies ist jedoch nur bei entsprechend hohen Stückzahlen über 100’000 bis zu einer Million zu erreichen. "Die größten Herausforderungen liegen in der Entwicklung von schnellen, robusten und automatisierbaren Imprägnierprozessen zur kostengünstigen Produktion von hohen Stückzahlen", sagt Jörg Strohhäcker, Abteilungsleiter Faserverstärkte Kunststoffe am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen.

Einen Schritt in diese Richtung haben kürzlich die Reaktionstechnik von KraussMaffei und Dieffenbacher, beides Aussteller auf der COMPOSITES EUROPE, geschlossen. Die Unternehmen vereinbarten eine Kooperation für den weltweiten Vertrieb von Anlagen für das Hochdruck-Harz-Injektionsverfahren (HD-RTM-Anlagen) und adressieren mit ihrer Zusammenarbeit den enorm wachsenden Markt für CFK-Bauteile in der Automobilindustrie. Die Partner bieten jetzt weltweit schlüsselfertige Lösungen für dieses Verfahren aus einer Hand an.

Bereits auf der letzten COMPOSITES EUROPE im Jahr 2009 hatte Dieffenbacher gemeinsam mit DSM Composite Resins und dem Fraunhofer ICT eine Direktcompounding-Technologie vorgestellt, die nun bei der Serienfertigung eines Automobil-Teils bei einem OEM zum Einsatz kommt. Die Innovation umfasst sowohl einen neuen Compounding-Prozess als auch neue Materialien. Sie ist auf die Produktion großer tragender Teile ausgerichtet.

Im Fokus steht die Fertigung geometrisch komplexer Formteile mit Abmessungen von mehr als drei Quadratmetern und in Stückzahlen von rund 700.000 Einheiten pro Jahr. Das Direktcompounding ermöglicht die Herstellung duroplastischer Composites in einem kontinuierlichen und flexiblen Extrusionsprozess. Merkmale sind ein computergesteuertes Dosiersystem für wiederholgenauere Produktqualität und Faserdurchtränkung.

COMPOSITES EUROPE zeigt innovative Automotive-Exponate

Neben Maschinen und Produktionsprozessen werden die Aussteller der COMPOSITES EUROPE auch zahlreiche Exponate präsentieren sein. So wird der österreichische Motorradbauer KTM seinen X-Bow vorstellen, seinen ersten Sportwagen mit Kohlefaser-Monocoque. Benteler-SGL ist mit einem Porsche GT3 Cup Türkörper vertreten, Lanxess wird die Reserveradmulde des neuen Audi A8 präsentieren.
Weitere Composites-Produkte wie B-Säulen oder Fahrzeugtüren werden u.a. das Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen und die ThyssenKrupp AG zeigen. Insgesamt haben sich 300 Aussteller aus 25 Nationen zur COMPOSITES EUROPE angesagt und die gesamte Wertschöpfungskette von Verbundwerkstoffen präsentieren.

ALUMINIUM 2010 – die Weltmesse

Die parallel stattfindenden ALUMINIUM Messe zeigt die Potenziale ihres Werkstoffes – vom Rohmaterial über das Halbzeug bis zum Fertigerzeugnis für sämtliche Anwendungsbereiche. "Between Innovation and Environment" heißt das Motto, unter dem sich in diesem Jahr 890 Unternehmen aus 45 Nationen präsentieren. Darunter Aluminiumhersteller, Verarbeiter, Anbieter von Technologien und Ausrüstungen für die Produktion, Weiterverarbeitung und Veredelung von Aluminium.


Weitere Informationen: www.aluminium-messe.com; www.composites-europe.com  

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