Aachen. Hopmann ist skeptisch, ob es künftig im Fahrzeug auf breiter Front reine Kohlenstofffaserlösungen geben wird. „Die Kohlenstofffaser ist eine relativ teure Faser, und ich sehe nicht das Potenzial, dass sie vom Preis her auf das Niveau der Glasfaser sinkt.“ Der Werkstoff werde also vergleichsweise teuer bleiben. „Da darf man sich keiner Illusion hingeben. Umso mehr müssen wir uns auf der Verfahrensseite anstrengen, um diesen Kostennachteil so gut wie möglich zu kompensieren.“ Auch der Einsatz alternativer Matrixwerkstoffe biete viel Potenzial: „Polyurethan beispielsweise ist in seinen Eigenschaften sehr wandlungsfähig und nachweislich effizient zu verarbeiten.“ Hopmann plädiert dafür, noch stärker auf hybride Bauweisen zurückzugreifen. „Also den teuren Werkstoff nur dort einzusetzen, wo man ihn wirklich braucht.“ Durch die Kombination von Metall und Kunststoffen ergebe sich ein unerschöpfliches Reservoir an Möglichkeiten, wo sich Kunststoffe zumindest partiell in einem Bauteil einsetzen lassen. „Man kann sich durchaus vorstellen, dass man für bestimmte Derivate lokal sogenannte Kohlenstofffaserpflaster aufbringt.“ Dadurch ließen sich für stärker motorisierte Modellvarianten höhere Steifigkeiten realisieren. Zudem seien die Fertigungsverfahren, egal ob für Kohle-, Glas- oder Naturfasern, noch nicht massentauglich. „Da müssen wir heute auf der Forschungs- und Entwicklungsseite noch einiges leisten.“ Der Institutsleiter rechnet nicht damit, dass im Auto der Kunststoffanteil von derzeit rund 20 Prozent wesentlich ansteigen wird. Allerdings werde die Anzahl der Kunststoffteile zunehmen. „Wenn ich jedes Bauteil leichter mache, kann ich aus der gleichen Masse mehr Teile fertigen.“ Unter der Motorhaube sieht Hopmann eine Reihe von künftigen Anwendungsmöglichkeiten. Polyamide und andere Hochtemperaturwerkstoffe werden Bereiche mit immer höheren Temperaturen erobern. Der Werkstoff werde sozusagen „immer näher an den Motorblock heranwachsen. Das ist ein eindeutiger Trend.“ Hopmann attestiert der Stahlfraktion, mit ihren hochfesten Stählen in der Vergangenheit gute Arbeit geleistet zu haben. „Wir lernen mehr und mehr miteinander zusammenzuarbeiten. Wir erkennen die Vorteile des jeweils anderen Werkstoffs an und überlegen gemeinsam, welches Material an welcher Stelle am meisten Sinn ergibt.“ Ein wichtiges Feld sieht er in der Simulation. „Wenn wir über Leichtbauwerkstoffe oder über hybride Werkstoffanwendungen reden, dann müssen sich diese Produkte auch berechnen lassen. Und dafür haben wir heute kaum Lösungen.“
Karosseriebau
Lieber ein kleines Pflaster als gleich den dicken Verband
Wenn es um Leichtbau geht, stehen häufig Faserverbundwerkstoffe im Vordergrund. „Aber es gibt noch viele Trends jenseits der Faserverbundtechnik“, erklärt Christian Hopmann, Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen. „Funktionsintegration ist eine Domäne der Kunststoffe, und durch das Schäumen von Kunststoff lässt sich Gewicht reduzieren.“