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Audi Materialmix in der Karosseriefertigung

| Redakteur: Thomas Günnel

„Der Nachfolger eines Modells soll leichter sein als der Vorgänger.“ Mit diesen Worten verdeutlichte Dr. Klaus Koglin, Leiter Technologieentwicklung der Audi AG, das Ziel des Unternehmens in Sachen Leichtbau. Der dafür notwendige Materialmix stellt die Fertigung vor hohe Anforderungen.

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Innerhalb der komplexen Karosseriestruktur kommen unterschiedliche Materialien je nach ihren Eigenschaften zum Einsatz. Warmumgeformter Stahl zum Beispiel bietet eine sehr hohe Festigkeit und kommt bei Audi vor allem im Bereich der A- und B-Säule zum Einsatz, Aluminium-Blech eignet sich zur Gewichtsreduktion, der Hersteller setzt es vor allem für großflächige Blechteile, wie Türen und Klappen ein. Die Fügetechniken für diese Werkstoffpaarungen sind dabei eine der großen Herausforderungen innerhalb der Produktion, da jeder Werkstoff spezifische Materialeigenschaften aufweist. Koglin nannte als eines der neuen Verfahren das Reibelementschweißen. Dabei durchdringt ein schnell rotierender Stahlniet unter hohem Druck das Aluminium und stellt mit einem weiteren Grundmaterial - meist ebenfalls Stahl - eine stoffschlüssige Verbindung her.

Ein weiteres Verfahren das Audi verwendet, ist das Schrauben ohne Vorloch. Dabei formt die unter hohem Anpressdruck aufgesetzte Schraube das Gewinde. Die Vorteile sind unter anderem kurze Prozesszeiten und höchste Maßhaltigkeit aufgrund kalter Verbindungstechnik. Die Notwendigkeit für diese Verbindungstechniken zeigt sich beim bereits verwendeten Material: Bei einer reinen Aluminiumkarosserie verbaut Audi derzeit 13 unterschiedliche Sorten des Werkstoffes.

Auch in Zukunft zählt die Taktzeit

Bei den Karosseriekonzepten der Zukunft liegt neben der Gewichtsersparnis besonderes Augenmerk auf der Taktzeit. Diese beträgt cirka 70 Sekunden in der Produktion des aktuellen Audi A6. Der Halbzeugmix besteht dabei aus fünf Prozent Aluminium und 95 Prozent Stahl. Beim Einsatz der von Audi Space Frame genannten Leichtbautechnologie mit 92 Prozent Aluminium und acht Prozent Stahl ließ sich zwar das Gewicht deutlich reduzieren, die Taktzeit in der Produktion stieg jedoch auf rund 330 Sekunden. Für die Zukunft verwies Koglin deshalb auf einen variablen Halbzeugmix, mit dem sich das Gewicht der Karosserie nochmals unter das des Space-Frame-Konzeptes senken lässt - bei einer Taktzeit von etwa 70 Sekunden.

Energieeinsatz und Umweltbilanz

Im Vortrag hob Koglin zudem die Umweltbilanz hervor: Der Energieverbrauch bei der Herstellung einer Alukarosserie ist deutlich höher, verglichen mit der Fertigung einer Stahlkarosserie. Über den Lebenszyklus beider Produkte relativiert sich dieser höhere Energieeinsatz jedoch. Deutlich unter beiden Konzepten, bezogen auf den Energieverbrauch, liegt die Karosserie aus einem so genannten Multimaterialmix: Stahl, Sekundäraluminium und Faserverbundkunststoff (FVK).

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