Als Anschauungsbeispiel für Multimaterialdesign ist die Leichtbau-Karosserie des neuen Porsche Panamera Sport Turismo zu sehen, um die herum die Aussteller des Gemeinschaftsstands „Leichtbau aus Baden-Württemberg“ ihre technologischen Lösungen präsentieren. Das Gerüst des Sportwagens wurde neu konzipiert. Durch die Kombination von verschiedenen Stahllegierungen, Aluminium und Kunststoff bringt der Karosserierohbau nur 335 kg auf die Waage.
In der Struktur kommen vornehmlich konventionell und warm umgeformte Stähle zum Einsatz. In der Fläche dominiert hingegen Aluminium. So sind im Vergleich zur Vorgänger-Generation das Dach und die Seitenwand komplett aus Aluminium gefertigt und reduzieren das Gewicht um 14 kg. Die Träger im Vorderwagen bestehen erstmals komplett aus Aluminium und sorgen so nicht nur für eine Gewichtsreduktion, sondern verbessern durch die optimierte Verteilung der Massen auch die Fahrdynamik.
Aufgrund weltweit gestiegener Crash-Anforderungen und Zulassungsordnungen wäre der Panamera eigentlich 50 kg schwerer geworden – doch durch konsequenten Leichtbau konnte Porsche diesen Gewichtszuwachs kompensieren. Der neue Rohbau wiegt gleich viel wie der seines Vorgängers, erfüllt jedoch die deutlich gestiegenen Anforderungen. Stirnwand- und Querträger etwa sind aus hoch- und höchstfestem Stahl gefertigt, der bei einem Frontal-Crash die Energie bestmöglich verteilen soll. Der Querträger besteht aus einer höchstfesten Borstahllegierung und wurde in einem innovativen Hot-Blow-Forming-Verfahren aus einem Vierkant-Rohr umgeformt.
Gewicht einsparen heißt Technik optimieren
Rund um die Karosserie des Panamera zeigen 16 Aussteller am Gemeinschaftsstand ihre innovativen Leichtbaulösungen. Der erste, naheliegende Gedanke gilt immer der Materialsubstitution. Grieshaber hat sich auf das Zerspanen von Aluminium spezialisiert und bietet Know-how für Präzisionsteile. Die Leiber Group verfügt über Expertise beim Schmieden von Aluminium und zeigt einen optimierten LKW-Luftbalgträger. Dieses in Aluminium geschmiedete Bauteil ist um 50 % leichter als sein Vorgänger, was das Gesamtgewicht der Flotte verringert und die Trailernutzlast erhöht.
Auch leichte Kernmaterialien von Sandwiches reduzieren Gewicht. Gaugler & Lutz stellt unter anderem ein ultraleichtes Solarpanel vor, in dem der Hartschaumstoff Airex PET-Schaum T90 verbaut wurde, der sich durch hohe Druckfestigkeit und Temperaturbeständigkeit auszeichnet.
C&C Bark hat sich dem Werkstoff Magnesium verschrieben. Das auf Metall-Druckguss und Formenbau spezialisierte Unternehmen präsentiert unter anderem eine Leichtbaulösungen für eine Optikanwendung: Das Monokulargehäuse wurde aus Magnesium gegossen und anschließend bearbeitet und beschichtet. Dank Magnesium lässt sich das Gehäuse dünnwandig und gleichzeitig stabil produzieren.
Selbst bei kleinen Bauteilen lohnt sich der Blick auf das Gewicht, wenn die Kleinteile häufiger vorkommen und die Massen sich summieren: ein Thema der Werner Bauser GmbH, die Kunststoffzahnräder und Verzahnungsteile produziert. Mit ihnen lässt sich bis zu 40 % des Gewichts von Metallteilen einsparen und zudem die Geräuschentwicklung des Getriebes reduzieren. Auch Weippert Kunststofftechnik präsentiert Kleinteile – eine erweiterte Produktpalette an Kunststoffschrauben, -unterlegscheiben und -muttern. Mit ihnen lässt sich gegenüber Stahlschrauben eine Gewichtsersparnis von rund 70 % erzielen, heißt es bei Weippert.
Im hybriden Leichtbau wird die Oberflächenbeschichtung der Komponenten zur Herausforderung. Mit „Mg-Ultraceramic“ stellt das Eloxalwerk Ludwigsburg Helmut Zerrer (ELB) eine nanokeramische Veredelung von Magnesium-Oberflächen vor, die bei hoher Flexibilität der Schicht die Eigenhärte steigert. Micrometal fertigt hochpräzise und komplexe Metallstrukturen durch photo-chemisches Ätzen – mit speziellen Methoden lassen sich Toleranzen im einstelligen Mikrometer-Bereich einhalten, teilt das Unternehmen mit.
Das Start-up Cassini Systems Europe hat sich die Digitalisierung auf die Fahnen geschrieben und stellt ein web-basiertes System vor, das Entwickler und Hersteller vernetzt, so dass sie effizient zusammenarbeiten können. Die Entwicklungszeit lässt sich damit enorm verkürzen.
Rosswag zeigt, wie sich durch eine Kombination aus Freiformschmieden und Selektivem Laserschmelzen vollkommen neue Produkte herstellen lassen: Auf geschmiedete Rohteile wird in SLM-Anlagen additiv aufgebaut.
Die Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH verdeutlicht ihr Potential beim Laserbearbeiten von CFK-Bauteilen. Einer der großen Vorteile ist die gleichbleibende Bauteilqualität. Nacharbeit lässt sich signifikant reduzieren und der Werkzeugverschleiß verringern. Außerdem präsentiert das Unternehmen einen Querschnitt additiv gefertigter Komponenten aus Metall.
Bauteile und Lösungen aus Gusspolyamid sind das Steckenpferd von Handtmann Elteka. Daneben stellt das Unternehmen seinen Verbundwerkstoff Hicompelt vor, der im T-RTM-Verfahren hergestellt wird und besonders hohe Steifigkeit bietet (T-RTM = Thermoplastisches Resin Transfer Molding). Gustav Gerster präsentiert Spiralgewebe aus Endlos-Carbonfasern, aus denen beispielsweise Rotoren von Elektromotoren oder Ceramic-Bremsscheiben entstehen können. Im Gegensatz zu Metallscheiben ist bei den Spiralgeweben keine Korrosion zu befürchten und die Teile sind leichter als Stahl- oder Aluminiumscheiben.
Burgmann Packings eröffnet mit roboterisierter Flechttechnologie die Chance, faserverstärkte Verbundbauteile maßzuschneidern, um durch das gezieltes Ausrichten der Fasern ein Optimum in Kraftaufnahme und -verteilung zu erzielen.
Hirschmann stellt unter anderem ultraleichte Tie-Rods für die Luft- und Raumfahrt her und erfüllt damit höchste Anforderungen. Diese Stabilisatorstangen bestehen aus hochfesten Verbundfasern, die in Verbindung mit Aluminium-Titan-Lagern eine Gewichtsersparnis von rund 50 % erbringen können.
Am Stand der baden-württembergischen Landesagentur vertreten ist auch die BWcon GmbH als Wirtschaftsinitiative zur Förderung des Innovations- und Hightech-Standortes Baden-Württemberg.
