Von Alexander Junk
Um die strengeren Vorgaben für CO2-Emissionen von Autos zukünftig erfüllen zu können, sind nicht nur alternative Antriebe notwendig, sondern auch das Gewicht des Autos muss reduziert werden. Möglich machen das neue Werkstoffe. Eine Abspeck-Kur für Autos bedeutet auch mehr Sicherheit und Fahrspaß, da Autos sich leichter abbremsen und beschleunigen lassen – so wie im Motorsport. Für die E-Mobilität bieten leichtere Autos ein Plus bei der Reichweite. Und: Es lohnt sich für die Hersteller, sich mit dem Werkstoffen zu beschäftigen: Im Schnitt machen die Materialkosten nämlich zwischen 56 und 58 Prozent des Bruttoproduktionswertes eins Autos aus. Oder anders gerechnet: 100 Kilogramm Gewichtseinsparung bedeuten 0,3 bis 0,5 Liter weniger Spritverbrauch auf 100 Kilometern.
Für die automobile Schlankheitskur, setzen die Autohersteller auf eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe. Der Materialmix in einem modernen Pkw hat sich in den vergangenen Jahren deutlich gewandelt: Der Anteil an leichten Materialien wie Kunststoffen, Verbundmaterialien und Leichtmetallen wie Aluminium und Magnesium nimmt tendenziell zu, während konventioneller Stahl zurückgeht. Die wachsende Bedeutung von Multimaterialsystemen und Hybridbauweisen erfordert wiederum neue Fügetechniken und Klebeverfahren. Zur Orientierung: Das Gesamtgewicht eines Pkws setzt sich zusammen aus Karosserie (39 Prozent), Fahrwerk (25 Prozent), Antrieb (15 Prozent), Ausstattung (15 Prozent) und Elektronik (6 Prozent).
Das Material der Zukunft
Doch welches Material wird sich in Zukunft durchsetzen? Allen Unkenrufen zum Trotz ist Stahl nach wie vor der Werkstoff Nummer eins. Durch den Einsatz hochfester und höchstfester Stähle kann der Werkstoff mit geringeren Wandstärken ausgelegt werden, was sein hohes Gewicht relativiert. Mittlerweile sind über 2.000 Stahlsorten mit verschiedensten Materialeigenschaften verfügbar. Daneben wird Aluminium immer wichtiger. Wurden 1990 durchschnittlich noch etwa 50 Kilogramm Aluminium in europäischen Pkws verbaut, sind es heute bereits 140 Kilogramm. Aluminiumteile werden vor allem im Antriebsstrang (Motorblock, Zylinderkopf), im Chassis und Fahrwerk (Räder, Aufhängungen) und auch im Karosseriebereich (Motorhaube, Türen) eingesetzt. Das größte Potenzial zur Gewichtsreduzierung im Fahrzeugbau bieten jedoch faserverstärkte Kunststoffe wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) und kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Sie sind 40 Prozent leichter als Aluminium und 80 Prozent leichter als Stahl.
Konsequenzen für Werkstätten
Der Multimaterialmix in der Karosserie ist für Werkstätten eine Herausforderung, denn bei der Reparatur von Unfallfahrzeugen müssen sie sich sehr genau mit den Materialien auskennen, um das Auto fachgerecht reparieren zu können. So können glas- und kohlefaserverstärkte Kunststoffe beispielsweise nicht umgeformt werden. Es lassen sich an defekten Teilen jedoch Stücke herausschneiden und wieder einkleben, was das Teil wieder neuwertig macht – je nach Schwere des Defekts. Um feine Risse in Carbonteilen zu finden, ist zudem ein Ultraschallgerät Pflicht. Beim Einsatz von Magnesium ist besondere Vorsicht geboten: Hier gelten deutlich strengere Brandschutzbestimmungen, denn im Falle eines Feuers darf nicht mit Wasser gelöscht werden – eine Explosion wäre die Folge.
Sonderschau gibt Antworten
Auf welche neuen Technologien müssen sich die Automobil-Branche und damit auch die Mitarbeiter in der Werkstatt künftig einstellen? Antworten auf diese Fragen will die Sonderschau "Mobilität und Service der Zukunft" auf der Automechanika 2016 geben. In der Festhalle (2.0) der Messe Frankfurt zeigen Unternehmen vom 13. bis 17. September 2016 ihre Ideen für die Zukunft der Kfz-Branche. In den vier Kapiteln "Alternative Antriebe", "Werkstatt von Morgen", "Werkstoffe der Zukunft" sowie "Vernetzte Mobilität" ist damit heute schon zu sehen, was morgen in den Werkstätten ankommen wird.
Als Medienpartner präsentiert AUTOHAUS die Sonderausstellung sowie das Vortragsprogramm in der Frankfurter Festhalle mit den wichtigsten Thesen, Themen und Ausstellern. Mehr dazu unter: http://www.autohaus.de/Webspecial