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Kommentar Automobilen Leichtbau neu denken

| Autor / Redakteur: Rainer Kurek / Jens Scheiner

Bionisch inspirierte Leichtbau-Prinzipien und weiterentwickelte additive Fertigungsverfahren sowie verbindende Hybridkonzepte kennzeichnen den intelligenten Leichtbau der Zukunft – bekräftigt Rainer Kurek, Geschäftsführer der Automotive Management Consulting GmbH.

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Rainer Kurek, Geschäftsführer der Automotive Management Consulting GmbH auf dem „Automobil Industrie Leichtbau-Gipfel“ in Würzburg.
Rainer Kurek, Geschäftsführer der Automotive Management Consulting GmbH auf dem „Automobil Industrie Leichtbau-Gipfel“ in Würzburg.
(Bild: Stefan Bausewein)

Wie kaum ein Kongress zuvor, hat der diesjährige „Automobil Industrie Leichtbau-Gipfel“ am 13. und 14. März in Würzburg gezeigt, dass Leichtbau an unterschiedlichen Stellen derzeit neu gedacht wird.

Vor dem Hintergrund zunehmender, immer ambitionierterer Umwelt- und Klimaschutzanforderungen sowie dem richtungsgebenden Ziel der Automobilhersteller, durch Elektromobilität und verbrauchsoptimierte Fahrzeuge zur signifikanten Einsparung von Primärenergie beizutragen, wurde in Würzburg nun auch im automobilen Leichtbau ein „neues technologisches Turnier“ eröffnet. Viele Vorträge, die Fachsessions und Diskussionen bestätigten, dass die Zukunft des Leichtbaus von einem ganzheitlichen systemischen Denken und Handeln gekennzeichnet sein wird.

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Die integrativen Leichtbauanstrengungen der vergangenen Jahre, in denen Funktions-, Konzept- und Fertigungs-Leichtbau bewusst und gezielt miteinander verknüpft wurden, haben in der Branche dazu geführt, den automobilen Leichtbau „neu zu denken“.

Beispiele für automobilen Leichtbau

Bionisch inspirierte Leichtbau-Prinzipien mit vielen Anregungen aus der Natur (Plankton, Bienenwaben, Bäume etc.) und weiterentwickelte additive Fertigungsverfahren für Metalle und Verbundwerkstoffe sowie verbindende Hybridkonzepte kennzeichnen derzeit verschiedene Leichtbau-Initiativen. Im Mittelpunkt des Leichtbau-Gipfels standen neue metallische Komponenten, die im 3-D-Druckverfahren hergestellt wurden: Modul-Querträger für die Aufnahme der Instrumententafel, aktives Vorderhauben-Scharnier oder Karosserie-Knoten und vieles mehr. Zugleich wurden auch unterschiedliche (Faser-)Verbundkomponenten vorgestellt, wie eine kraftflussoptimierte, leichte Rückwand, Konsolen, Rohrverbinder oder Leichtbau-Wellen.

Der Trend, Metalle und (Faser-)Verbundwerkstoffe zu verbinden, um die Materialeigenschaften jeweils stärkenkonform miteinander zu verknüpfen, wurde in Würzburg ebenfalls sichtbar. Der Weg vom Werkstoff- zum funktionsorientierten Konzept-Leichtbau ist augenscheinlich nicht von einer „entweder – oder“, sondern von einer „sowohl – als auch“-Strategie geprägt.

„Der Teufel steckt im Detail“

Die hohe gesellschaftliche Relevanz additiver Fertigungsverfahren basiert vor allem auch darauf, dass es kaum geometrische Restriktionen in der Bauteilauslegung gibt, und die Verfahren damit auch eine hohe Flexibilität im Rahmen der avisierten Gewichtsoptimierung ermöglichen. Dies gilt für Bauteile, Fertigungsvorrichtungen und Werkzeuge gleichermaßen. Die Anforderungen in der Auslegungsmethodik nehmen dabei signifikant zu, da die Entwicklung eines kraft- und spannungsorientiertem Optimums von (Ultra-)leichten Komponenten tiefgreifende Kenntnisse in unterschiedlichen Konzeptions- und Konstruktionsdisziplinen voraussetzt. Der „Teufel steckt im Detail“, wenn es darum geht, kraft- und spannungsoptimierte Bauteile prozesssicher umzusetzen.

Selbstverständlich werden bionisch inspirierte Leichtbau-Prinzipien und weiterentwickelte additive Fertigungsverfahren den Markt zunächst nur in Nischen ergänzen. In diversen Vorträgen der Automobilhersteller wurde sehr verantwortungsbewusst und gezielt darauf hingewiesen, dass die Substitution bestehender Prozesstechniken nur dann sinnvoll und richtungsgebend ist, sofern sich klare und nachvollziehbare Qualitäts- und/oder Kostenvorteile nachweisen lassen. Der positive Kundennutzen entscheidet. Die auf hohe Stückzahlen ausgelegten Produktionsverfahren und hochautomatisierten Fertigungsprozesse werden deshalb ebenso weiterentwickelt und bestehende technologische Lösungen stetig verbessert, sodass auch hier das „sowohl – als auch“-Prinzip gilt.

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Ohne Leichtbau geht es nicht

Unabhängig davon, ob Leichtbau-Innovationen als inkremental oder selbstverständlich wahrgenommen werden, oder (radikal-)innovative Fertigungsverfahren den Markt bereichern, gilt es die Neuentwicklungen stets ganzheitlich, systemisch und bauteilübergreifend zu analysieren. Dies haben mehr als 40 Referenten, Vor- und Querdenker auf dem zweitägigen Leichtbau-Gipfel in Würzburg bewusst getan. Und sie haben gezeigt: Ohne Leichtbau geht es nicht – unabhängig davon, welche Antriebskonzepte künftig unsere Straßen bereichern werden. Schließlich bestimmt sich auch die kinetische Energie eines Elektroautos aus Masse und Geschwindigkeit.

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