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Murciélago-Nachfolger: Mit Kohlefaser-Zelle, als Monocoque-Struktur konstruiert

Wesentliches Merkmal des neuen V12-Supersportwagens sind die genutzten Kohlefaser-Technologien. Die Zelle des Murciélago-Nachfolgers ist komplett aus Kohlefaser gefertigt und wurde als Monocoque-Struktur konstruiert. Das bedeutet, dass die lasttragende Struktur des Fahrzeugs als eine Schale ausgeführt ist, die physikalisch als einziges Bauteil wirkt und damit die Vorteile der extremen Steifigkeit der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) optimal nutzt. Automobilhersteller Lamborghini wird beim 81. Internationalen Automobil Salon in Genf dieses neue V12-Topmodell, den Nachfolger des Murciélago, präsentieren. Über den neuen Zwölfzylinder-Motor inklusive des neuen ISR-Getriebes sowie das Leichtbau-Fahrwerk in diesem Sportwagen hat ATZonline bereits berichtet. Nun steht das Kohlefaser-Monocoque auf dem Plan.

Die Beschreibung, dass die Struktur des Wagens einschalig ist, gilt allerdings nur im physikalischen Sinne. Denn das neue Monocoque ist aus einer ganzen Reihe von Einzelteilen mit spezifischen Funktionen aufgebaut. Zu ihnen gehören auch aussteifende Elemente, die in Braiding-Technologie gefertigt werden. Dies ist laut Audi-Tochter eine der besten Technologien, um im Falle eines Crashs Energie zu absorbieren. Nach dem Aushärtungsprozess wirkt die gesamte Struktur wie ein einziges Bauteil, erklärt das italienische Unternehmen - und zwar inklusive des Unterteils, der so genannten Wanne (tub), und des kompletten Dachs. Die Voll-Monocoque-Bauweise biete Vorteile, die andere Lösungen, wie eine einfach auf die Wanne aufgeschraubte Dachkonstruktion - womöglich als Metall - nicht ermöglichen würden. Das gesamte Monocoque wiegt 147,5 Kilogramm.

Die passive Sicherheit ist nur eine Stärke der Festigkeit eines Kohlefaser-Voll-Monocoques. Ebenso vorteilhaft ist die Torsionssteifigkeit, erklärt der Sportwagenhersteller. Dabei ist das Monocoque vorne und hinten mit ebenfalls hochsteifen Hilfsrahmen aus Aluminium verbunden, an denen wiederum die Radführungen sowie Motor und Getriebe montiert sind. Der gesamte Rohbau des künftigen V12-Modells wiegt 229,5 Kilogramm und besitzt dabei die Torsionssteifigkeit von 35.000 Newtonmeter pro Grad Verdrehwinkel, heißt es. Dies garantiert laut Unternehmen ein kompaktes Fahrverhalten, vor allem aber eine überaus exakte Radführung und damit eine exzellente Lenkpräzision und sensible Rückmeldung aus der Lenkung.

Je nach Form, Funktion und Beanspruchung der einzelnen Elemente hat das Entwicklungsteam für den Aufbau des Monocoques vor allem drei CFK-Herstellungsmethoden aus dem Technologie-Baukasten gewählt. Sie unterscheiden sich im Produktionsablauf, aber auch in der Art der Kohlefasern und ihrer Webtechnik sowie vor allem in der chemischen Zusammensetzung des verwendeten Kunstharzes. Da wäre zum einen das Resin Transfer Moulding (RTM): Die Kohlefasermatten werden hier mit einer präzisen Harzmenge getränkt. Danach werden sie unter Hitze in einem Werkzeug ausgehärtet. Der italienische Automobilhersteller hat dieses Verfahren weiterentwickelt. Denn beim patentierten "RTM-Lambo" wird als finale Form nicht mehr eine schwere und aufwändig hergestellte Metallform benutzt, sondern eine Form aus ebenfalls leichten Kohlefaserteilen. Damit wird der Herstellungsprozess schneller, flexibler und effizienter. Ein weiterer Vorteil des Prozesses liegt darin, dass wegen des geringen Injektionsdrucks keine aufwändigen Ausrüstungen und Hilfsmittel gebraucht werden. Eine weitere verwendete Methode aus dem Baukasten ist die Prepreg-Technologie: Die Kohlefasermatten wurden hier schon beim Lieferanten mit einem thermisch härtenden Flüssigharz durchtränkt und müssen meist gekühlt gelagert werden. Die Matten werden in Formen gepresst und in einem Autoklav-Ofen unter Druck und Hitze ausgehärtet. Prepreg-Bauteile sind aufwändig herzustellen, haben dafür aber eine sehr gute Oberflächenqualität (Class A Surface Quality) und werden daher bevorzugt im Sichtbereich eingesetzt - beispielsweise für die Außenhaut. Und bei der dritten Methode handelt es sich um das Braiding: Diese Teile werden ebenfalls in RTM-Technologie gefertigt. Mit dieser aus der Textilindustrie stammenden Webtechnik für Kohlefaser-Geflecht werden tubusförmige Bauteile für spezielle Anwendungen hergestellt, etwa für die Dachholme oder die Längsholme der Wanne. Beim Weben wird das Garn in verschiedenen Schichten diagonal überkreuzt.

Das Monocoque des neuen V12-Supersportwagens wird in einer Reihe von Arbeitsschritten in diesen Technologien aufgebaut. Ein wesentlicher Fortschritt der spezifischen Produktionstechnik bestehe darin, dass bereits fertige Elemente teilweise als Form für den nächsten Arbeitsschritt dienen, erläutert der Hersteller. Damit habe das Unternehmen die Fertigungsabläufe gegenüber den konventionellen Methoden deutlich vereinfachen können. Weitere Teile der Struktur sind Elemente aus Epoxy-Schaum, mit denen als Distanzstücke an strategischen Stellen die Räume zwischen den Kohlefasermatten ausgefüllt werden. Dies dient der weiteren Aussteifung, ebenso aber der Geräusch- und Vibrationsdämpfung. Zusätzlich werden Inserts aus Aluminium an der Vorder- und Rückseite einlaminiert. Hier wird das Monocoque später mit den Aluminium-Rahmenelementen für Vorder und Hinterwagen verbunden.

Aufgrund der Komplexität der genannten Materialien und Produktionsprozesse hat das italienische Unternehmen entschieden, das Monocoque vollständig im eigenen Haus herzustellen. Denn entscheidend sei die Qualitätssicherung: Jedes einzelne Monocoque werde auf 0,1 Millimeter exakt vermessen, was die Präzision des gesamten Fahrzeugs ermöglichen soll. Die Qualitätssicherung beginnt bereits beim Einkauf der Kohlefaser-Bestandteile: Jede verwendete Charge Kohlefaser ist zertifiziert, das Material wird regelmäßig auf die Einhaltung der Qualitätsanforderungen überprüft. Für die RTM-Technologie hat Lamborghini zusammen mit seinen Lieferanten ein spezifisches Faser- und Harzsystem entwickelt, das keinem anderen Nutzer zur Verfügung steht.
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