Die Geschäftsführer des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL), Michael Emonts und Kai Fischer, erläutern im Interview, wie sich durch Leichtbau Produktionskosten senken lassen.
Laut den AZL-Geschäftsführer Kai Fischer (links) und Michael Emonts (rechts) lassen sich mit faserverstärkten Kunststoff nicht nur Gewicht einsparen, sondern auch Produktkosten reduzieren.
Dominik Fröhls
lightweight.design: Alle Welt redet von vernetzten Maschinen. Bei Faserverbundwerkstoffen geht es derzeit aber vor allem um Prozesse und Zykluszeiten. Spielt die Digitalisierung im Leichtbau noch keine so große Rolle?
Emonts: Aber doch. Die Digitalisierung ist gerade im Leichtbau hochrelevant. Im Vergleich zu den klassischen Maschinenbaudisziplinen mit ihren isotropen Werkstoffen reden wir im Leichtbau häufig von biegeschlaffen Halbzeugen, von Fasern und Textilien, von Prepregs, Tapes und umformenden Verfahren. Die Spezifikationen der Leichtbauwerkstoffe entstehen oft erst im Verarbeitungsprozess. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Reproduzierbarkeit und die Vermeidung von großen Ausschüssen in der Großserie. Gerade hier ist die Digitalisierung sehr hilfreich und essenziell notwendig, zum Beispiel wenn es um die Verknüpfung von Einzelprozessen und -maschinen geht.
Fischer: Tatsächlich bleiben in der Großserie aber auch kurze Zykluszeiten ein wichtiges Thema. Im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe kommen wir ja aus einer sehr handwerklich geprägten Historie. Die Entwicklung hin zur Großserie wurde dann stark durch die Automobilindustrie geprägt. Mit Zykluszeiten im Bereich von Minuten für Einzeltechnologien sind wir heute bereits großserienfähig.
Wie lassen sich Materialkosten denn weiter senken?
Fischer: Erstens, indem man die Anisotropie der faserverstärkten Werkstoffe voll ausnutzt und die Fasern entsprechend orientiert. Zweitens muss man den Verschnitt reduzieren, und drittens muss im Sinne eines Multimaterialansatzes an jeder Stelle des Bauteils das Material in der Menge eingesetzt werden, wie es die Beanspruchung des Bauteils erfordert, etwa durch die Kombination verschiedener faserverstärkter Kunststoffe, Fasertypen und Metalle. So kann ich nicht nur maßgeschneiderte, sondern jeweils auch die günstigsten Werkstoff beanspruchungsgerecht einsetzen.
Dennoch findet man endlosfaserverstärkte Kunststoffe im Automobilbau vor allem in Highend-Komponenten hochpreisiger Fahrzeugklassen. Warum sind die Technologien bislang noch nicht großserienreif?
Fischer: Es liegt an der Materialeffizienz. Wenn Technologien aber erst einmal einen höheren Reifegrad erreicht haben, dann ergeben sich sehr viele Applikationen, wo faserverstärkte Kunststoffe nicht nur in Kombination mit Metallen zur Gewichtseinsparung genutzt werden, sondern auch als Motivation für die Kostenreduzierung.
Das ist auch Antrieb für das AZL-Netzwerk, das mehr 80 Partnerunternehmen umfasst. Was ist das Besondere an dem Netzwerk?
Emonts: Da Englisch unsere Amtssprache ist, haben wir im Vergleich zu anderen Leichtbauzentren ein sehr stark internationales branchenübergreifendes Netzwerk. Fast alle Chemiekonzerne sind bei uns vertreten, Automobil-OEMs, Tier-1-Zulieferer aus den Bereichen Electronics und Consumer-Goods, Unternehmen der Öl- und Gasindustrie, genauso wie aus der Bauwirtschaft, der Energiewirtschaft und natürlich dem Automobilbau. Die Unternehmen kommen aus Südkorea, Japan, USA und aus ganz Europa.
Herr Emonts, Herr Fischer, vielen Dank für das Interview.
Das vollständige Interview können Sie in der lightweight.design 5/19 lesen.
