Frankfurt/Main. In der Formel 1, in der Luftfahrt und in teuren Sportwagen werden sie schon seit Jahren verwendet, doch erst jetzt werden Hightech- Kunststoffe und Verbundwerkstoffe für die Autohersteller auch im Volumenmarkt zu einem wichtigen Thema. Derzeit machen Kunststoffe etwa 15 Prozent des Gewichts eines Pkw aus. Dass dieser Anteil drastisch steigen wird, bezweifelt niemand mehr. In der zivilen Luftfahrt, die schon seit Ende der 90er- Jahre Kompositmaterialien verwendet, liegt der Spitzenwert derzeit bei 53 Prozent, erreicht beim Airbus A350. Die Autohersteller müssen eine strategische Entscheidung treffen: Setzen sie weiter auf die Optimierung von Stahl oder glauben sie an die Zukunft der Verbundwerkstoffe?
Das Leichtbau-Potenzial des Werkstoffs Stahl gilt als nahezu ausgereizt. Maximal 20 Prozent Gewichtsminderung seien noch drin, sagen Karosserieentwickler. Im Grunde hat die In dustrie deshalb längst entschieden: Blech hat ausgedient, es lebe der Kunststoff. Fünfmal leichter als Stahl, dabei ähnlich stabil, rostfrei und meist einfacher zu verarbeiten – das sind keine Hightech- Polymere aus dem Labor mehr, sondern verfügbare Massenwerkstoffe. Mit Nanotechniken veredelt, können sie sogar Strom leiten oder speichern. Getrieben wird der Technologiesprung durch zwei Faktoren: Zum einen erfordern die neuen Elektro- und Hybridfahrzeuge deutlich leichtere Konstruktionen. Zum anderen aber müssen auch alle anderen Fahrzeuge leichter werden – die ab 2015 geltenden CO2-Vorgaben der Europäischen Union zwingen zu einer ernsthaften Abspeckkur. Diese Erkenntnis treibt auch das neue Joint Venture von BMW und dem Kohlenstoffspezialisten SGL Group an.
Die Unternehmen investieren insgesamt 230 Millionen Euro, um Carbonfasern in industriellen Mengen herzustellen und effizient zu verarbeiten. Denn ein wesentliches Problem des kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs (CFK) ist bislang noch der aufwendige und energieintensive Herstellungsprozess, der das Material knapp und somit teuer macht. Konkret geht es BMW um das elektrisch angetriebene Megacity Vehicle, dessen Karosserie aus CFK hergestellt werden soll. BMW befindet sich dabei in bester Gesellschaft: Die französische PSA-Gruppe kündigte vor wenigen Tagen an, sie wolle ihre Motoren- Kooperation mit BMW auf den Bereich CFK ausweiten. Auch Volkswagen arbeitet an diversen Projekten zum Thema Verbundwerkstoffe. So beteiligten sich die Wolfsburger ebenso wie Opel, Renault, Volvo, Porsche und Daimler an dem EU-geförderten Projekt SuperLightCar (SLC), das eine um 100 Kilogramm abgespeckte Rohkarosserie eines Kompaktwagens entwickelte. Kein Hersteller kann es sich leisten, den Anschluss an diese Technologien zu verlieren.
Deshalb verbündete sich Daimler mit dem japanischen Hightech-Chemieunternehmen Toray. Der Sportwagenbauer Lamborghini arbeitet mit dem Flugzeugbauer Boeing zusammen, der britische Autobauer Lotus setzt auf die Evonik- Gruppe, die eine in der Luft- und Raumfahrt verwendete Sandwich-Konstruktion aus CFK und Schaumstoff herstellt. Selbst der Aluminium-Vorreiter Audi vertraut nicht mehr allein auf das Leichtmetall. In den Spitzenmodellen R8 und R8 Spyder werden bereits CFK-Bauteile in der Serie verwendet. Aber das ist nur der Anfang. In Neckarsulm soll noch in diesem Jahr ein Entwicklungszentrum für faserverstärkte Kunststoffe starten (die Automobilwoche berichtete). Wohin die Reise geht, zeigte bei der jüngsten Spezialmesse zu Verbundwerkstoffen, der Composites Europe in Essen, das Fraunhofer- Institut LBF. Es präsentierte den Prototyp einer Kunststofffelge aus einem SMC-Material (SMC: "Sheet Moulding Compound“), die 30 Prozent leichter ist als eine Felge aus Aluminium und dabei sogar noch stabiler. "Richtig verarbeitet, sind faserverstärkte Kunststoffe sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen“, zieht Forschungsleiter Andreas Büter Bilanz.
