VDI-Kongress „Kunststoffe im Automobil“, März 2012 in Mannheim CFK beflügelt den Leichtbau - AutomobilKONSTRUKTION

VDI-Kongress „Kunststoffe im Automobil“, März 2012 in Mannheim

CFK beflügelt den Leichtbau

VDI Tagung Mannheim 2011
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Mit innovativen Werkstoffkonzepten lassen sich wesentliche Herausforderungen in der Automobilindustrie besser bewältigen – von der Nachhaltigkeit bis zum Fahrerlebnis. Dieser Meinung waren die Experten, die sich am 21. und 22. März 2012 in Mannheim auf dem VDI-Kongress „Kunststoffe im Automobilbau“ über aktuelle Entwicklungen und Trends in diesem Bereich austauschten.

Der Beitrag wurde erstellt nach Informationen des VDI Wissensforum GmbH, Düsseldorf

„Die Elektromobilität der Zukunft wird den Automobilbau nachhaltig verändern“, sagte Tagungsleiter Prof. Dr. Rudolf C. Stauber von der Universität Erlangen, Vorsitzender des VDI-Fachausschusses Kunststoffe im Automobilbau. „Innovative Leichtbaukonzepte aus CFK-Verbundwerkstoffen, Karosserieanbauteile mit Folienüberzug, flächige Fahrzeugheizungen, neuartige Kabelisolierungen für Hochvolt-Systeme und Verscheibungen mit integrierter Solartechnik erschließen für den Kunststoff völlig neue Anwendungen bei zukünftigen Fahrzeuggenerationen“, so Stauber weiter.
Herausforderung CFK
Heinrich Timm, Audi Technologie Netzwerke, betonte, dass mit Leichtbau die Voraussetzung für Dynamik und Effizienz im selben Fahrzeug gegeben sei. „Ressourcen zu schonen ist unsere gesellschaftliche Verpflichtung. Leichtbau ist ein wesentlicher Baustein, um die ressourcenschonende Mobilität der Zukunft gestalten zu können.“ Die Herausforderung der nächsten Zeit sei es, der Gruppe der Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe zum industriellen Durchbruch zu verhelfen: „Faserverstärkte Kunststoffe, im Besonderen CFK, sind eine sehr wertvolle Ergänzung im Portfolio der Leichtbauwerkstoffe. Voraussetzung zum Durchbruch dieser Technologie für Volumenfahrzeuge ist, mit der Entwicklung der Großserienprozesse automobilbaugerechte Zykluszeiten zu erreichen und die Prozesskosten um bis zu 90 Prozent im Vergleich zum Jahr 2010 zu reduzieren“.
Gesteigertes Fahrerlebnis
Von der wachsenden Bedeutung von CFK zeigte sich auch Univ.-Prof. Dr.-Ing. Lutz Eckstein, Leiter des Instituts für Kraftfahrzeuge an der RWTH Aachen überzeugt: „Ihre maßgeschneiderten Eigenschaften werden zukünftig auch im Volumensegment in vielfältiger Form zum Tragen kommen: Das Spektrum reicht von Crashabsorbern und lokalen Verstärkungen herkömmlicher Fahrzeugstrukturen bis hin zu hochbelasteten Strukturelementen und innovativen Energiespeicherkonzepten.“ Neben Sicherheit und Effizienz spiele das subjektive Erleben von Fahrdynamik, Fahrkomfort, Usability und Interieurgestaltung eine immer wichtigere Rolle: „Als integrierte Träger von Form, Farbe, Struktur und vermehrt auch Licht und Information bieten innovative Kunststoffe auch zukünftig ein enormes Potenzial, das Fahrerlebnis nachhaltig auszugestalten.“
Multi-Material-Systeme
Aus Sicht der BASF wird der Kunststoffanteil im Fahrzeug weiter steigen. Dr. Willy Hoven-Nievelstein, Senior Vice President Engineering Plastics Europe bei BASF, schrieb der Faserverstärkung dabei eine wachsende Bedeutung zu. Hier böten sich insbesondere lang- und endlosfaser-verstärkte Werkstoffe an – etwa für Motorlager, B-Säulen und Stoßfängerabstützungen, aber auch Sichtteile. „In Kürze werden Hybride der ganz neuen Art entstehen: Getränkte Fasermatten unterschiedlicher Web- und Gelegeart, die mit kurzglasfaserverstärkten Kunststoffen umspritzt werden; unidirektionale Tapes individuell an hochbelasteten Stellen konventionell gefertigte Bauteile; Glasfaser-, Carbonfaser- und Stahlseil-Verstärkungen in punktuellem Einsatz.“ Das werde dazu führen, dass die Kunststoffbauteile komplexer, aber auch leistungsfähiger und individueller auf ihre Anforderungen zugeschnitten seien. „Es wird nicht um eine Kunststofflösung, sondern um Kunststoff-Lösungssysteme, also um Multi-Material-Systeme gehen“, so Hoven-Nievelstein.
Wichtig für erfolgreiche Weiterentwicklungen sei in jedem Fall der fachlicher Austausch, betonte Tagungsleiter Stauber: „Der VDI vertieft und verknüpft systematisch das erforderliche kunststofftechnische Wissen in Form von Fachtagungen, Seminaren, Expertengesprächen und Diskussionsrunden und unterstützt auf diese Weise nachhaltig die Mobilität von morgen.“
Zum diesjährigen Kongress sind 1300 Teilnehmer nach Mannheim gekommen. 90 Aussteller begleiteten die Veranstaltung und zeigten neue Trends und Entwicklungen. Im Autosalon waren 23 aktuelle Fahrzeuge ausgestellt.
Der nächste Kongress „Kunststoffe im Automobilbau“ findet am 13. und 14. März 2013 in Mannheim statt.
VDI Wissensforum; Telefon: 0211 6214-426; E-Mail: wf-presse@vdi.de; www.kunststoffe-im-auto.de

Expertenmeinungen
„Moderne Interieur-Konzepte werden wesentlich geprägt durch hochwertige Kunststoffoberflächen in Kombination mit Echtdekoren, griffsympathische Bedienelemente sowie Anzeigeeinheiten mit integrierten tageslichtabhängigen Lichttechniken. Im Exterieur sind Kunststoffe wichtige Schrittmacher für den Leichtbau, beispielsweise in Form von Karosserieanbauteilen. Die Elektromobilität der Zukunft wird den Automobilbau nachhaltig verändern. Innovative Leichtbaukonzepte aus CFK-Verbundwerkstoffen, Karosserieanbauteile mit Folienüberzug, flächige Fahrzeugheizungen, neuartige Kabelisolierungen für Hochvolt-Systeme und Verscheibungen mit integrierter Solartechnik erschließen für den Kunststoff völlig neue Anwendungen bei zukünftigen Fahrzeuggenerationen“.
„Das zusätzliche Leichtbaupotenzial von faserverstärkten Kunststoffen im Vergleich zu Aluminiumkonzepten kann 15, aber auch 60 Prozent sein. Hochleistungsfasern haben die Besonderheit, in Richtung der Faser eine sehr hohe Festigkeit auszuweisen, quer zur Faser jedoch nur eine sehr geringe. Diese Besonderheit, Anisotropie genannt, setzt die genaue Kenntnis der Bauteilbelastungen voraus, um an den effektiven Stellen im Fahrzeug den Nutzen der hochwertigen Technologie zu generieren. Die erfolgreiche Netzwerkarbeit von CFK Clustern, wie der Spitzencluster MAI Carbon des Carbon Composites e. V. (CCEV), sind von eminenter Bedeutung, weil damit enorme Beschleunigungseffekte in der Technologieentwicklung erzeugt werden und eine gute Nachhaltigkeit erwartet werden darf“.
„Die zunehmende Individualisierung sowie die weltweit divergierenden Marktanforderungen sind starke Treiber, um neue Fahrzeugderivate zu bilden. Kunststoffe bieten nicht nur besondere Potenziale in der Produktgestaltung, sondern auch hinsichtlich der wirtschaftlichen Darstellung kleiner Stückzahlen. Eine integrierte Produktgestaltung, welche die spezifischen Eigenschaften von Kunststoffen berücksichtigt, ermöglicht es ferner, die Produktlebenszyklen zu verkürzen und an diejenigen anderer Branchen und Lebensbereiche anzugleichen. Das Institut für Kraftfahrzeuge der RWTH Aachen erforscht seit vielen Jahren innovative Leichtbaukonzepte. Die Gestaltung des Fahrerlebnisses untersuchen wir von der Fahrdynamik über Akustik, Klimatisierung und Fahrkomfort bis hin zur Interieur-Gestaltung in einem Netzwerk aus Designern, Psychologen und Werkstoffwissenschaftlern“.
„Aus Sicht der BASF wird der Kunststoffanteil im Fahrzeug weiter steigen, selbst wenn einzelne Module – wie zum Beispiel das klassische Saugrohr – im Laufe ihrer Weiterentwicklung immer leichter werden. Die vielen neuen Entwicklungen sprechen für sich: Dazu zählen beispielsweise ganz aktuell Organoblech-Sitzschalen, die gegenüber einer Vorgängerlösung aus Kunststoff nochmals fast 50 Prozent an Gewicht verloren haben. Dabei bietet fast jeder Bereich am Fahrzeug weiteres Potenzial für leichte Faserverbundlösungen: Strukturbauteile im Chassis wie B-Säule oder Schweller, auch Türen, Heckklappen und Dachmodule. Die Elektro- und Hybridfahrzeuggenerationen werden neue Anforderungen an die Sicherheit von Batteriegehäusen und an die Hochvolt-Elektronik stellen. Und das Thema Akustik nimmt an Bedeutung zu – vor allem wenn der Hauptgeräuschgeber Verbrennungsmotor dann wegfällt und andere Betriebsgeräusche hörbar werden. Hier steckt auch für die Kunststoffe noch Optimierungspotenzial.“
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