Werkstoffe für die Mobilität von morgen

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Die Ansprüche an die Mobilität der Zukunft sind groß: Eine bedeutende Rolle spielen dabei polymere Werkstoffe, die ganz neue Fahrzeugkonzepte ermöglichen. Neue Materialkonzepte können den Leichtbau ressourceneffizient gestalten ‒ darin waren sich die Experten einig, die sich heute auf dem internationalen VDI-Kongress “Kunststoffe im Automobilbau” zu diesem Thema austauschten. Allerdings sind die Werkstoffe aufwendig in der Herstellung und die entsprechenden Prüfverfahren noch in der Entwicklung. 

 “Globale technische, ökonomische und soziale Megatrends prägen mehr denn je den Automobilbau der Zukunft”, sagte Kongressleiter Prof. Rudolf Stauber. “Die zukünftigen weltweiten Mobilitätsanforderungen werden das Erscheinungsbild und die fahrzeugtechnischen Systemanforderungen nachhaltig verändern.” Stauber war davon überzeugt, dass CFK schon bald herkömmliche metallbasierte Werkstoffe für Strukturteile und Aufbauten ersetzen könne. Gleichzeitig bestehe aber noch ein hoher Entwicklungsbedarf für die automatisierte Fertigung von großen Stückzahlen sowie bei der energieeffizienten Herstellung der CFK-Fasern.

Herausforderung CFK

Dr. Martin Vogt vom VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) betonte: “Bereits in wenigen Jahren wird der Bedarf an Kohlenstofffasern die verfügbare Menge überschreiten.” Sowohl die Rohstoffbasis als auch die Fertigung und das Recycling von CFK stelle die Industrie aktuell noch vor Herausforderungen. “CFK wird sich im Leichtbau nur dann durchsetzen, wenn er in allen Prozessstufen ressourcen- und kosteneffizient ist”, so Vogt. Das Thema Ressourceneffizienz beziehe sich jedoch nicht nur auf neue Technologien oder Werkstoffe, sondern auch auf die Fertigungsprozesse im Allgemeinen. Es schließe die gesamte Lieferkette mit ein. “Wer material- und energieeffizient produziert, kann seine Produkte preiswerter anbieten, sich damit Wettbewerbsvorteile sichern und dabei gleichzeitig die Umwelt entlasten.”

Ressourcenschonender Systemleichtbau

Prof. Werner A. Hufenbach von der TU Dresden war der Meinung, dass sich ein deutlicher Trend zum ressourcenschonenden “Funktionsintegrativen Systemleichtbau in Multi-Material-Design” abzeichne. “Der Systemleichtbau mit seiner inhärenten Material- und Energieeffizienz nimmt bereits jetzt und zukünftig noch vermehrt eine Schlüsselrolle bei der Mobilität ein.” Grundsätzlich hätten viele Werkstoffe eine Chance in die Wertschöpfungskette eingebunden zu werden, gemäß dem Motto: “Der richtige Werkstoff an der richtigen Stelle zum richtigen Preis bei richtiger Ökologie.”

Revolutionärer Ansatz: BMW i3

“Der ressourceneffiziente und nachhaltige Werkstoffeinsatz rückt als zusätzliche Anforderung seit einiger Zeit immer stärker in den Fokus”, erklärte Dr. Jörg Wunder von der BMW Group. Der BMW i3 stelle dabei einen revolutionären Ansatz in vielerlei Hinsicht dar. In einem vollständig neuen Karosseriekonzept, dem sogenannten Life-Drive Konzept, wird die Passagierzelle (Life-Modul) aus dem High-Tech Kunststoff CFK mit einem Chassis aus Aluminium (Drive-Modul) mit integriertem elektrischen Antriebstrang kombiniert. Dadurch könne ein anforderungsgerechter werkstofflicher Leichtbau in Reinform dargestellt werden. “Der Energie- und Materialeinsatz beim neuen BMW i3 ist sowohl während der Herstellung als auch beim Gebrauch in Kundenhand auf einem beispielhaft niedrigem Niveau”, so Wunder. “Dies zeigt die Potenziale einer Kombination von werkstofflichem und konstruktivem Leichtbau.”

 

Bild: Diskutierten die Mobilität von morgen: v.l. Prof. Dr. Rudolf C. Stauber, Dr. Martin Vogt, Prof. Dr. Werner Hufenbach und Dr. Jörg Wunder (Bild: VDI Wissensforum GmbH)

 

 

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