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Carbonfasern im Fokus

Zukünftige Elektrofahrzeuge werden auch den Kunststoffeinsatz im Automobilbau nachhaltig verändern. Innovative Leichtbaukonzepte aus CFK-Verbundwerkstoffen, Kabelisolierungen für Hochvoltsysteme, Karosserieanbauteile mit Folienüberzug und Verscheibungen mit integrierter Solartechnik erschließen für Kunststoffe völlig neue Anwendungen. Einen Überblick über den Stand der Entwicklungen gab die Jahrestagung 2011 der VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik, die am heutigen Mittwoch, 6. April 2011, und morgen in Mannheim stattfindet.

Dabei wurde am Eröffnungstag deutlich, dass die Anforderungen an den Leichtbau moderner Automobile in den letzten Jahren massiv angestiegen sind. Allein bei Fahrzeugen mit Hybrid- der Elektroantrieb beträgt das zu kompensierende Mehrgewicht der Elektrifizierungskomponenten zwischen 120 und 400 Kilogramm. Um dem entgegenzuwirken entdecken mehr und mehr Branchenunternehmen das Leichtbaupotenzial von Carbonfaser-Verbundwerkstoffen (CFK). Um das enorme Leichtbaupotenzial von CFK für den automobiltechnischen Großserienbau von morgen noch umfassender zu erschließen, müssen allerdings sowohl die technischen als auch die gesamtwirtschaftlichen Kenngrößen dieser neuen Werkstoffklasse noch weiter gezielt verbessert werden.

Bei der Technik steht für Prof. Dr. Rudolf Stauber, Universität Erlangen, der großserientaugliche Herstellprozess von CFK besonders im Vordergrund: "Kurze Zykluszeiten für die Bauteilherstellung erfordern ein vollautomatisches Gelege-Handling, eine rasche Harz-Injektion und ein unmittelbares Aushärten des Verbundwerkstoffes." Darüber hinaus seien Reparaturkonzepte und stoffliche Verwertungswege von CFK noch weiter zu entwickeln.

Das konzediert auch Dr. Hubert Jäger Entwicklungsvorstand des Faserherstellers SGL Carbon. Der Ausgangsstoff für die Herstellung von Carbonfasern, der so genannte Precursor, basiert auf Erdöl. Der erste Schritt, die Herstellung der Carbonfasern selbst, ist energieintensiv, aber weitgehend automatisiert. Dagegen ist die Weiterverarbeitung noch häufig von manuellen Prozessen geprägt. Jäger: "Das heißt, der Schlüssel zur Kostensenkung liegt in der Prozessoptimierung und Automatisierung, speziell der Bauteilfertigung."

Erst mit der Automatisierung auch dieser Weiterverarbeitungsstufe sei eine Großserienproduktion möglich. Weiterhin müsse das Potenzial der Integration bisher einzelner Bauteile zu Bauteilgruppen ausgeschöpft werden, um Herstellungskosten und Zeit einzusparen. Das erfordert nach einhelliger Meinung von Jäger und Stauber noch einiges Umdenken in den Konstruktionsabteilungen.
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