Nicht nur leicht, sondern smart

München. Totes Material reagiert plötzlich auf seine Umwelt, verändert Form, Farbe, Leitfähigkeit, Härte und Fließgeschwindigkeit. Ja es kann sogar in Kombination mit Aktuatoren Signale senden – und damit ganze Prozesse steuern. „Wir stehen kurz vor dem Ende des petrochemischen Zeitalters und einem einschneidenden Umbruch unser Material- und Produktkultur“, sagt dazu Sascha Peters, Innovationsberater und Autor zahlreicher materialwissenschaftlicher Publikationen.

In der Autobranche können „schlaue“ Werkstoffe weit mehr als nur leicht sein. Sie können zum Beispiel teure und schwere Elektromotoren und Hydraulikpumpen ersetzen. Neue Design- und Bedienkonzepte sind vorstellbar. Diesen Möglichkeiten will unter anderem die gerade gestartete Forschungskooperation Arena- 2036 nachgehen. Interessant für die Automobilbranche sind auch piezoelektrische Materialien, die mechanische Spannungen in elektrische Signale verwandeln. Infrage kommen sie in Airbags und bei der Dämpfung von Schwingungen. Das Center Smart Materials (CeSMa) des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung in Würzburg stellte jüngst smarte Materialien für intelligente Sensoren vor, die beispielsweise Autositze zu einer gewissen „Intelligenz“ verhelfen könnten. Je nach Druck oder Fahrsituation könnte sich ein solcher Sitz verformen und härter oder weicher werden. Spannende Funktionen lassen auch die elektro- und magnetorheologischen Flüssigkeiten zu. Sie können sich stufenlos von flüssig zu fest und umgekehrt verwandeln. Eine pfiffige Anwendung stellte hierzu Thomas Alber von ZF Lenksysteme vor. Die aktuellen aktiven Dämpfer für Querlenker oder die Schwingungsdämpfer werden noch aufwendig elektronisch gesteuert. Durch den Einsatz von adaptiven Werkstoffen im Dämpfer könnten die Komponenten erheblich einfacher und leichter konstruiert werden. Eine weitere Kategorie sind photo-, thermo- und elektrochrome Materialien, die ihre Farbe durch Licht, Wärme oder Strom verändern. Bewähren müssen sich die neuen Materialien freilich nicht nur in puncto Funktionalität und Preis. Ob sie Zukunft haben, hängt auch von den Fertigungstechniken ab, die derzeit häufig noch nicht verfügbar sind. Die meisten der visionären Produkte werden zurzeit nämlich noch im Labor von Doktoranden zusammengebastelt. Fest steht aber schon heute: Die neuen Materialien werden künftig eine noch stärkere Abstimmung zwischen Entwicklung und Fertigung erfordern als beim Einsatz klassischer Werkstoffe. Dies betont Dieter Steegmüller, Leiter des Daimler-Zentrums für Produktions- und Werkstofftechnik: „Wir verfolgen das Ziel, die Entwicklung von Produktionsverfahren zukünftig noch früher im Entstehungsprozess neuer Fahrzeuge zu berücksichtigen.“