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Leichtbau Studie: Effizienter und wirtschaftlicher mit Leichtbau

Autor / Redakteur: Claus-Peter Köth / Claus-Peter Köth

Die Studie „Leichtbau als Innovationstreiber“ liefert Argumente, um zu untermauern, dass Leichtbau preiswert sein kann, die Wettbewerbsfähigkeit verbessert und den Endkundennutzen signifikant erhöht.

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Die Marktstudie „Leichtbau als Innovationstreiber“ erläutert die Treiber für den automobilen Leichtbau – von den gesetzlichen Anforderungen und Ressourcenschonung über die Elektromobilität bis zur verbesserten Fahrdynamik.
Die Marktstudie „Leichtbau als Innovationstreiber“ erläutert die Treiber für den automobilen Leichtbau – von den gesetzlichen Anforderungen und Ressourcenschonung über die Elektromobilität bis zur verbesserten Fahrdynamik.
(Bild: Stefan Bausewein)

Die größten Leichtbautreiber im Automobilbau der Zukunft sind die Politik und der Endkunde. Durch neue Emissionsvorschriften und der damit korrespondierenden technischen Anforderungen müssen die OEMs neue Pkws und Nutzfahrzeuge leichter bauen. Gleichzeitig fordert der Endverbraucher ökologische, ökonomische und nachhaltige Fahrzeuge. In diesem Spannungsfeld spielt Leichtbau aus technologischer Perspektive eine zentrale Rolle, da über Leichtbau die Masse des Fahrzeugs und somit Verbrauch und Emissionswerte reduziert, die Fahrdynamik erhöht werden können.

„Trotz zahlreicher Leichtbaubestrebungen der OEMs ist das Fahrzeuggewicht in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen. Ferner wird Leichtbau gedanklich oft mit zusätzlichen Kosten gleichgesetzt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass Leichtbau vom Endkunden nur selten bewusst wahrgenommen wird. Hier ist vor allem die Kommunikation des positiven Kundennutzens eine signifikante Herausforderung“, erklärt Rainer Kurek, Geschäftsführer der Automotive Management Consulting GmbH (AMC) aus Penzberg bei München.

Gemeinsam mit Reed Exhibitions und in Kooperation mit »Automobil Industrie« hat Kurek die Studie „Leichtbau als Innovationstreiber“ erstellt. Sie liefert unter anderem Argumente für die Branche, um zu untermauern, dass Leichtbau:

  • preiswert sein kann, also zumindest kostenneutral oder in spezifischen Bereichen des Automobilbaus günstiger ist.
  • die Wettbewerbsfähigkeit hiesiger Unternehmen verbessert, etwa gegenüber (neuen) internationalen Mitbewerbern.
  • den Endkundennutzen signifikant erhöht.
  • ein wesentlicher Innovationstreiber ist.

Stahl erlebt Renaissance

Leichtbau hat auf die Leistungsfähigkeit von Fahrzeugen einen enormen Einfluss. Im Vordergrund standen bei den von AMC geführten Tiefeninterviews deshalb die Stichworte „Effizienz“ und „Wirtschaftlichkeit“. Das Potenzial zur Energieeinsparung, das aus konsequentem Leichtbau resultiert, wurde in allen Unternehmen vorteilhaft bewertet. Von enormer Relevanz ist zudem, dass trotz des Leichtbaus alle Sicherheitsanforderungen (aktiv, passiv, integriert) erfüllt werden müssen. Darüber hinaus existieren eine Reihe weiterer technischer Kriterien, die sich auf die Wirtschaftlichkeit des Leichtbaus selbst (Recycling) oder auf die Umwelt (Energiebedarf, Fußabdruck) beziehen – zum Beispiel verursacht Aluminium gegenüber Stahl einen hohen Primärenergieaufwand, kann aber energetisch relativ günstig wieder eingeschmolzen werden.

Generell erlebt Stahl eine Renaissance. Der langjährige Umgang mit dem Material, das daraus resultierende Erfahrungswissen und die relativ niedrigen Kosten sprechen aus Expertensicht für den Werkstoff. Aluminium büßt etwas an Strahlkraft ein, und Magnesium gilt für breite Serienanwendungen nach wie vor als zu teuer. Multimaterial- oder Verbundwerkstoffe sind bereits weit verbreitet. Hier sind vor allem die Reparaturfreundlichkeit in Schwellenländern sowie das Recycling zu beachten.Wesentlich sind die politischen Vorgaben auch hinsichtlich der festgesetzten CO2-Grenzwerte. Drohende Strafzahlungen sind ein Treiber von Leichtbaukonzepten, stehen aber auch in Konkurrenz zu anderen Methoden und Ansätzen wie effizientere Verbrennungsmotoren, alternative Antriebe, Maßnahmen der Aerodynamik.

Ganzheitlicher Leichtbau notwendig

Einen bedeutenden Erfolgsfaktor für den Leichtbau sehen viele Befragte darin, Werkstoff-, Funktions- und Fertigungsleichtbau integrativ zu verfolgen. Werde doch in der Regel noch immer modulintern entwickelt und umgesetzt, das heißt praktisch nie auf das gesamte Fahrzeug übertragen. Ein ganzheitlicher, systemischer Leichtbau müsse aber über die Fahrzeugmodule hinweg gedacht und entwickelt werden. Nahtstellen, die bislang einen Transfer in angrenzende Fahrzeugbereiche erschweren, sollten sukzessive reduziert werden. Das größte Potenzial in Bezug auf Leichtbau sehen die Experten nach wie vor in der Karosserie, in Antrieb und Fahrwerk. Dabei gelte es, die Lieferanten so früh wie möglich in die Entwicklung von Komponenten, Baugruppen und Modulen einzubinden. Grundsätzlich sind die Zulieferer gut beraten, verstärkt eigene Entwicklungskompetenzen aufzubauen, um Umfänge verstehen, beherrschen und umsetzen zu können. Ferner sollten neue Leichtbauideen nach Möglichkeit schon in anderen Industrien erfolgreich angewendet worden sein, etwa in der Sportartikelbranche, in der Luftfahrt und/oder im Bauwesen.

„Früher haben die Entwickler eher vom Werkstoff aus gedacht, heute gehen sie den Leichtbau integrativ an“, bilanziert Kurek und nennt mit dem hybriden Leichtbau einen weiteren Trend: „Wir müssen uns sehr genau überlegen, wie sich die jeweiligen Werkstoffe stärkenkonform einsetzen lassen. So nehmen Composites etwa Zugkräfte sehr gut auf, während bei Druckkräften eher metallische Werkstoffe gefragt sind.“

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