Es wird hybrider Leichtbau sein

Der Zwang zu leichteren Karossen hat dazu geführt, dass Faserverbundwerkstoffe rasant vorangetrieben wurden, vor allem carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Mit dem i3 von BMW gibt es mittlerweile ein Auto, dessen Karosse komplett aus CFK ist – ähnlich dem Audi A8 mit seiner Karosse nahezu zu 100 % aus Aluminium. Das Beispiel i3 zeigt, was machbar ist. Dennoch werden künftig nicht alle Autos aus CFK bestehen, ebenso wenig wie der A8 den Stahl aus dem Auto verbannt hat.

„Es wird einen zunehmenden Wettbewerb der Materialien und Materialverbindungen geben aber keinen Verdrängungswettbewerb“, sagt Marc Kirchhoff vom Branchenmanagement Leichtbau und Elektromobilität bei Trumpf Laser- und Systemtechnik. Er verweist darauf, dass die Stahlbranche als Reaktion auf den A8 ihrerseits nach Leichtbaulösungen gesucht hat mit Ergebnissen wie den Tailored Blanks, die heute zum Standard in Autos gehören. Kirchhoff rechnet damit, dass sich diese Entwicklung jetzt wiederholen wird. „Durch den Wettbewerb der Werkstoffe schaukeln sich alle nach oben.“

Paradebeispiel B-Säule: Sie muss als Verbindung zwischen Fahrzeugboden und -dach hochbelastbar sein und sehr hohen Crash-Anforderungen genügen. „Ich kann mir gut vorstellen, dass die B-Säule auch mit CFK realisiert wird“, sagt Nicolas Beyl, Geschäftsführer Reaktionstechnik bei KraussMaffei Technologies. „Der große Vorteil von Carbonfasern ist ja neben der hohen Steifigkeit zum Gewicht auch eine hohe Energieabsorption bei einem Aufprall.“

„Es laufen Entwicklungen, die Materialien entsprechend der Belastungen im Verlauf der B-Säule auszuwählen“, merkt Kirchhoff an. So können Kombinationen von Stahl, hochfesten Stählen und Kunststoffen zum Einsatz kommen. „Es werden sich Bereiche im Auto etablieren, wo die faserverstärkten Kunststoffe dominant sind, andere Bereiche, wo es eher Aluminium oder Stahl sein werden“, meint Beyl.

Schlüssel ist die Fügetechnik. Unterschiedliche Werkstoffe lassen sich nicht konventionell verbinden. Auch deshalb ist die Fahrgastzelle des BMW i3 vollständig aus CFK. Man hat erst einmal genug damit zu tun, diesen neuen Werkstoff in einem serienreifen Produkt zu verwenden. Die Verbindungstechnik ist nun auch ein zentrales Thema in der Arbeitsgemeinschaft Hybride Leichtbau Technologien des VDMA.

Die Plattform dient dem Erfahrungsaustauch und der Verzahnung zwischen Endanwendern, Zulieferern und Maschinenbau. Ziel ist es, für den Material-Mix des hybriden Leichtbaus auch einen Technologiemix in der Fügetechnik zu entwickeln. (os)