Leichte Composites genügen nicht

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Während des 3. Internationalen Composites Congress ICC in Stuttgart haben Experten internationaler OEMs die Bedeutung von Multimaterialsystemen im künftigen Automobilbau diskutiert. Einigkeit bestand darin, dass man nicht von dem einen Materialmix des Automobils der Zukunft sprechen könne. Stattdessen werde man je nach Fahrzeuggattung und Nutzungskonzept unterschiedliche Werkstoffmixe finden. 

So würden etwa Sport- und Luxuswagen künftig aus anderen Materialen gebaut als Klein- oder Elektroautos, führt Dr. Karl-Heinz Füller, Manager Materials bei Daimler, zu Beginn der Diskussion aus. Erstere würden größere Anteile an Magnesium und Aluminium enthalten, unterstützte Guenter Deinzer, Leiter des Technikums bei Audi. Bei Autos der Großserienfertigung würden Stahl und verstärkte Thermoplaste die dominierenden Werkstoffe sein. Laut Dr. Per Martensson, Spezialist für Compositestrukturen bei Volvo, wirkten sich zudem unterschiedliche Nutzungskonzepte, etwa Autos im Privatbesitz und bei Carsharinganbietern, auf den jeweiligen Werkstoffmix aus.

Vorbild Metallindustrie

Die zunehmende Materialvielfalt stellt die Hersteller vor zahlreiche Herausforderungen. So wies Diskussionsleiter Professor Frank Henning vom Fraunhofer ICT auf die Unsicherheiten von Multimaterialsystemen hin; etwa auf unklare Sicherheitsbeiwerte, Schwierigkeiten in der Simulation und den Aufwand für Verbindungstechnik und Korrosionsschutz. Zu den technischen Herausforderungen addieren sich laut Deinzer zudem noch die wirtschaftlichen. So hätten die OEMs große, an den aktuellen Werkstoffmix angepasste Investitionen in Montagelinien an unterschiedlichen Standorten unternommen. Allein dies beschränke den zügigen und deutlichen Ausbau der Materialvielfalt bis auf weiteres. Neue Marktteilnehmer wie das chinesische Startup Nio, dessen Leiter der Leichtbauentwicklung Dr. Bin Wei an der Diskussion teilnahm, seien beim Materialmix deutlich flexibler.

Mehr Composites nur über Funktionsintegration

Füller schätzt die Compositesbranche als weniger entwickelt ein als die Metallbranche. Er erwartet deswegen statt eines sprunghaften einen allmählichen Anstieg des Kunststoffanteils in lasttragenden Strukturen des Automobils. Als Vorbild für die Compositesbranche empfahl er die Metallindustrie, die in den zurückliegenden Jahrzehnten beispielsweise über 2000 Stahlsorten entwickelt habe und hierfür mittlerweile auch verlässliche und standardisierte Kennwerte anbiete.

Martensson formulierte konkrete Bedingungen für einen stärkeren Einsatz von Composites im Automobilbau. Es genügt seiner Ansicht nach nicht, wenn der einzige Mehrwert eines Compositewerkstoffs gegenüber Metallen das geringere Gewicht ist. Stattdessen müssen Composites Funktionen liefern, die mit metallischen Werkstoffen nicht möglich wären.