Leichtbau im Automobil – ein Überblick

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Auch für Fahrzeuge, bei denen der niedrige Verbrauch im Vordergrund steht, wird CFK verwendet. Ein Beispiel ist der XL1 von VW. Hier sind das Monocoque und alle Karosserieaußenteile aus CFK. Dabei wird eine Abwandlung des RTM-Verfahrens namens aRTM verwendet. So wiegt der Prototyp lediglich 795 Kilo, wovon nur 230 Kilo auf die Karosserie entfallen. Die Karosserie des wesentlich größeren Aventador wiegt übrigens ebenfalls 230 Kilo.

CFK aus Beschnittresten

Was bei teuren Autos wie dem Aventador machbar ist, ist für Serienautos oft zu teuer. BMW forscht an kostengünstigeren CFK-Verwendungsmöglichkeiten. So lassen sich Beschnittreste von CFK-Matten für viele Bauteile wiederverwenden. Das Geflecht wird aufgetrennt und die Fasern von etwa zehn Zentimeter Länge erneut in Harz eingelegt. So entsteht ein Recycling-Material, das aussieht wie billiges Plastik. Das typische CFK-Geflecht ist hier nicht zu sehen, aber die Fasern verbürgen eine deutlich bessere Festigkeit als bei normalen Kunststoffen.

BMW M hat daraus eine Motorhaube entwickelt, die nur fünf Kilogramm wiegt – ein vergleichbares Stahlteil ist mit 18 Kilo über dreimal so schwer. Die Haube besteht allerdings nicht vollständig aus dem neuartigen Material, sondern nur die Oberflächen. Dazwischen wird eine Wabenstruktur aus Papier oder dem Kunststoff Nomex eingesetzt. Der Vorteil: Wenn bei einem Unfall der Kopf eines Fußgängers auf die Haube prallt, werden die Waben zusammengedrückt, die Haube gibt also nach und der Aufprall verläuft weniger hart. Eine weitere Möglichkeit, die BMW verfolgt, ist ein Sportsitz aus diesem Material. Entwickelt wurde der Werkstoff von SGL Automotive Carbon Fibers, einem Joint Venture zwischen dem CFK-Spezialisten SGL Carbon und BMW.

Leicht ist teuer

Bei Elektroautos ist Leichtbau ebenfalls wichtig, denn je schwerer das Auto, desto mehr Batterien braucht man für eine vernünftige Reichweite, was den Wagen wiederum schwerer macht – ein Teufelskreis. So setzt auch BMW beim geplanten Elektroauto i3 auf Leichtbau. Ziel ist, das Mehrgewicht von etwa 250 bis 300 Kilo zu kompensieren, das durch den schweren Akku zustande kommt. Eine Idee ist, die elektrischen Leitungen des Hochvoltnetzes, die normalerweise aus Kupfer bestehen, in Aluminium auszuführen. Aluminium hat allerdings eine wesentlich schlechtere Leitfähigkeit als Kupfer. Doch dies lässt sich durch dickere Leitungen ausgleichen. Auch so ist noch eine große Gewichtseinsparung möglich. Allerdings stellt sich die Frage, ob teure Elektroautos mit teurer Leichtbautechnik am Ende nicht zu teuer werden. Der Gewichtsvorteil durch Leichtbau muss schon so groß sein, dass die Batterie deutlich kleiner und günstiger ausgelegt werden kann – ein Rechenspiel.