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19.08.2019 | Verbundwerkstoffe | Nachricht | Onlineartikel

Porsche geht mit biobasierten Werkstoffen in Kleinserie

Autor:
Nadine Winkelmann
2:30 Min. Lesedauer

Der Automobilhersteller Porsche nutzt zum ersten Mal in einem Serienfahrzeug die Vorteile biobasierter Werkstoffe in Herstellung und Anwendung. Der neue 718 Cayman GT4 Clubsport verfügt über Karosseriebauteile aus Biofaser-Verbundwerkstoffen.

Neue Autos werden durch bessere Sicherheitsfunktionen und mehr Elektronik immer schwerer. Mit dem Gewicht steigt auch der Verbrauch, was dem generellen Ziel einer CO2-Reduzierung entgegensteht. Bei E-Autos spielt das Gewicht ebenfalls eine große Rolle, denn um die Reichweite von E-Autos zu erhöhen, braucht es größere und damit schwerere Batterien. Wirkliche Effizienz gehe daher bei E-Autos nur mit neuen Entwicklungen im Leichtbau einher. Laut einer Studie der Unternehmensberatung McKinsey müsse der Anteil von Leichtbauteilen in Autos bis zum Jahr 2030 von 30 auf 70 Prozent steigen, um das höhere Fahrzeuggewicht durch E-Antrieb und Motortechnik zu kompensieren. Die Lösung dafür sind bisher Leichtbaustähle und mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe. Doch diese bringen auch Nachteile mit sich. Zum einen sind die technischen Herausforderungen bei Verarbeitung, Reparatur und Recycling sehr hoch. Zum anderen ist die Herstellung dieser Materialien sehr energieintensiv, was den positiven Umweltaspekt der Gewichtsersparnis wieder trübt.

Gute Ergänzung zu Carbonfasern

Das Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI suchte daher nach alternativen Faserstoffen und prüfte verfügbare ökologische Materialien auf ihre technischen Eigenschaften, ihre Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Als Lösung präsentierte sich naturfaserverstärkter Kunststoff. Pflanzenfasern als Bestandteile von Bioverbundwerkstoffen seien laut dem Fraunhofer-Institut eine nachhaltige Alternative für leichte Fahrzeugkarosserien. Durch den biogenen Anteil verbessern sie die ökologische Bilanz der industriellen Hochleistungsverbundwerkstoffe während der Herstellungs-, Gebrauchs- und Entsorgungsphase. Auch aus wirtschaftlicher Sicht sei der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen vorteilhaft, denn Naturfasern aus Flachs, Hanf, Holz oder Jute sind günstiger als Carbonfasern und benötigen weniger Energie bei der Herstellung. Hinzu kommen noch Vorteile in der industriellen Verarbeitung und der Anwendung im Fahrzeug, denn durch ihre natürlich gewachsene Struktur bieten die Bioverbundwerkstoffe gute akustische Dämpfungseigenschaften und eine geringe Splitterneigung, was bei Unfällen von Vorteil ist.
 

Porsche geht in Serie

Gemeinsam mit Porsche Motorsport erprobten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer WKI zunächst bei einem Porsche Cayman GT4 Clubsport biobasierte Werkstoffe unter Extrembedingungen auf deren Serientauglichkeit. Das "Bioconcept-Car" ist seit 2015 bereits in dritter Generation auf der Rennstrecke unterwegs. Die Erfahrungen flossen in die Materialentwicklung für die Bauteile des neuen 718 Cayman GT4 Clubsport ein – des ersten in Serie produzierten Autos, das über Karosserieteile aus einem Biofaser-Verbundwerkstoff verfügt. Fahrer- und Beifahrertür sowie der Heckflügel sind aus einem Naturfasermix hergestellt. Mit 1320 Kilogramm ist der Cayman ein echtes Leichtgewicht. Hier kommt die im Vergleich mit Stahl hohe Gewichtseinsparung von bis zu 60 Prozent bei den Türen durch Bioverbundwerkstoffen zum Tragen. Der Verbundstoff besteht aus einem duroplastischen, polymeren Matrixsystem, das mit Naturfasern verstärkt wird. Mit den exakt herstellbaren Abmessungen ist eine problemlose und qualitätssichernde Verarbeitung auch in der Kombination mit anderen, herkömmlich hergestellten Bauteilen möglich. 
 

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