Niels Modler, Thomas Drescher, Joachim Melzig und Jens-Jürgen Härtel (v. l. n. r.) während der PIAE-Pressekonferenz
VDI
Die Wandel in der Mobilität stellt laut Thomas Drescher die Werkstoff- und Technologieentwicklung vor Herausforderungen. Die zunehmend vielfältigen Antriebskonzepte, aber auch die Tendenz hin zum automatisierten Fahren und zur Shared Mobility, erfordert nach Ansicht des Leiters der Fahrzeugtechnik bei Volkswagen unterschiedliche Materialansätze für die jeweiligen Fahrzeuge. Leichtbau spiele dabei stets eine wichtige Rolle, allerdings je nach Fahrzeugtyp mit unterschiedlicher Motivation.
So verschiebe sich die Bedeutung des Leichtbaus aktuell weg von hoher Fahrdynamik bei sportiven Fahrzeugen hin zur CO2-Reduktion von verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen. Leichtbau an elektrischen Fahrzeugen soll vor allem die Batteriemasse kompensieren – jedoch nicht mit dem primären Anspruch, die Reichweite zu erhöhen, sondern um Achsen und Reifen zu entlasten.
Geringerer Montageaufwand
Die komplexen Anforderungen an die Materialien können Drescher zufolge durch hybride Werkstoffe erfüllt werden, also durch die Kombination von Stahl, Aluminium, Kunststoff oder Fasern in einem Bauteil. Insbesondere erwartet er durch den Einsatz der Hybride einen verringerten Montageaufwand, da die unterschiedlichen Werkstoffe bereits durch formgebende und umformende Herstellungsverfahren im Bauteil selbst gefügt würden.
Jens-Jürgen Härtel hob dabei die Bedeutung der kooperativen Arbeit zwischen Unternehmen und zwischen Wirtschaft und Wissenschaft hervor, wie etwa in der Open Hybrid Lab Factory, deren 2. Vorstandsvorsitzender er ist. Dies sei Voraussetzung dafür, auch Sprunginnovationen im Bereich hybrider Werkstoffkombinationen und Prozesstechnologien zu schaffen.
Effizientere Entwicklungsprozesse
Wie hybride Werkstoffe in der Serie eingesetzt werden können, erläuterte Joachim Melzig anhand eines Sondermodells des aktuellen BMW M4, Leiter der Vorentwicklung für Interieur und Hausfertigung bei BMW. Ein erstmals als vollständig aus glasfaserverstärktem Thermoplast eingesetztes Tragrohr, an dem neben Aggregaten und Bauteilen auch die Lenksäule befestigt ist, resultierte in zu hohen Lenksäulenschwingungen.
Aus diesem Grund wurden im Bereich der Lenksäule Metallelementen in das Kunststoffteil eingebracht. So kann die Tragstruktur fahrerseitig höhere statische und dynamische Lasten aufnehmen, während auf der Beifahrerseite weiterhin ein günstiger Kunststoff mit Glasfaserfüllung eingesetzt werden konnte.
Professor Niels Modler vom Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) an der TU Dresden wies jedoch auch auf die aktuell noch langen Entwicklungszeiten und die hohen Kosten hybrider Bauteile hin. Aus diesem Grund beschäftigen sich Wissenschaftler des ILK gemeinsam mit Partnerunternehmen im Projekt Q-Pro damit, den Entwicklungsprozess effizienter zu gestalten. Dabei setzen sie unter anderem auf neuartige Prozessdatenanalysesysteme, in die virtuelle und experimentelle Analysen entlang der kompletten Prozesskette einfließen. Somit könnten Prozess- und Qualitätsparameter bereits frühzeitig analysiert und bestimmt werden.
1.400 Teilnehmern und 120 Aussteller aus 14 Ländern besuchten am 14. und 15. März 2018 die Konferenz Plastics in Automotive Engineering (PIAE), die bis letztes Jahr noch unter dem Namen „Kunststoffe im Automobilbau“ firmierte.