24. MAI 2018

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Fahrzeugleichtbau ist kein Auslaufmodell


Warum überhaupt Leichtbau, wenn bald klimaschonend E-Autos autonom mit alternativ erzeugtem Strom fahren? So weit ist es längst noch nicht, sagt Automobil-Industrie-Chefredakteur Claus-Peter Köth. Er ermunterte Experten aus der Fahrzeugbranche auf dem Leichtbaugipfel 2018 in Würzburg zu neuen Gedanken.
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Äußerst gespannt sein konnten die Besucher des Leichtbaugipfels 2018 auf die Podiumsdiskussion mit dem Thema „Leichtbau komplett neu denken“.  Doch zuvor stand ein Impulsvortrag von Rainer Kurek, dem Geschäftsführer von Automotive Management Consulting aus Penzberg an, der Leichtbau als Innovationstreiber ansieht.

Leichtbau scheitert an hohen Investitionen
Laut AMC-Studien scheitert Leichtbau oft an den hohen Investitionen, wenn Hersteller nur simpel Werkstoffe ersetzen. Es komme stattdessen auf eine systemische Strategie an, die Funktions-, Konzept-, Verbindungstechnik- und Fertigungstechnik-Leichtbau miteinander verknüpft. Der Fahrzeugexperte empfahl , die Projekthaus-Struktur wieder zu beleben, deren verzahnte Arbeitsweise die Effizienz in der Produktentstehung erhöht und den finanziellen sowie zeitlichen Aufwand senkt.

Kurek: „Wenn wir Synergien bei der Produktentstehungsprozess nutzen, wird preiswerter Leichtbau leichter möglich und die Innovationskraft nimmt zu. Das gelingt aber nur, wenn wir gemeinsam einen klaren, nachvollziehbaren, an Synergien orientierter Produktentstehungsprozess leben und umsetzen.“

„Welchen Stellenwert spielt Leichtbau bei der Entwicklung einer Luxuslimousine wie dem Audi A8?“, fragte bei der anschließenden Podiumsrunde Chefredakteur Claus-Peter Köth Frank Vernier vom Audi-Leichtbau-Zentrum. „Bei jeder Gesamtauslegung eines Premium-Fahrzeuges gehört ein bestimmtes Maß an Leichtbau dazu, um Eigenschaften wie Agilität auf Premiumqualität zu halten“, erläuterte Vernier. „Bei den Elektrofahrzeugen gilt es außerdem, die Mehrgewichte durch die Elektrifizierung zu kompensieren.“

Mischbauweise mit 29 Materialien
Wie gut das gelingt, zeigt ein Blick auf das 24 Jahre alte ASF-Konzept, bei dem Audi von der Mono-Werkstoffkultur zur Mischbauweise wechselt e. Im Audi A8 werden 29 verschiedene Materialien eingesetzt – neben Stahl, Aluminium und CFK auch neuerdings Magnesium. Stolz präsentierte Audi in Würzburg die neue CFK-Montagerückwand, die im Vergleich zum Vorgänger 50 Prozent ausfällt.

„Wie wichtig ist Leichtbau für die Fahreigenschaften des neuen 6er GT?“, fragte Köth BMW-Planungsleiter Klaus Sammer. „Wie hat er sich insgesamt weiterentwickelt im Vergleich zum Vorgängermodell 5er GT.“ Ein wesentliches Element der BMW-Strategie – so der Experte vom BMW-Leitwerk Dingolfing – spielt der um rund zehn Prozent höhere Einsatz an Aluminium. „Wir werden künftig in dieser Fahrzeugklasse alle Außenhautteile aus Aluminium herstellen“, sagte Sammer.

15 Kilogramm leichter
Bei tragenden Bauteilen setzt der Automobilhersteller auf höchstfeste Stähle, schließt aber auch dort langfristig den Einsatz von Aluminium nicht aus. Ein Paradebeispiel für diese Strategie ist der neue Hecklängsträger, bei dem ein einziges Aluminium-Druckgussteil die beim Vorgängermodell 5er GT noch nötigen 25 Bauteile ersetzt. Das bedeutet: Beide Träger zusammen sind nun ganze 15 Kilogramm leichter – die wirksamste Einzelmaßnahme in der Rohkarosserie des neuen 6er GT.

Aber auch die von Kurek angesprochene Projekthaus-Kultur mit einem klaren Miteinander von Auftraggeber und Lieferanten wird bereits bei BMW gelebt. „Zu jedem Werkstoff und Verfahren gibt es bei uns eine Haustechnologie, die für den jeweiligen Lieferanten die Verantwortung übernimmt“, erläuterte Sammer. „So unterstützt das Gusszentrum in Landshut die Lieferanten. Eine der Stärke von BMW besteht darin, das wir im Sinne des Projekthaus verstärkt vernetzt zusammenarbeiten.“

Der Erfolg einer Leichtbau-Strategie steht und fällt mit der Fertigung. Hier geht der Autokonzern Daimler neue Wege, die sich schon an der neuen Position von Dr. Thomas Behr, Leiter Hardware und Digital Technologies, festmachen. Dazu zählt die additive Fertigung, in die Daimler 2016 serienmäßig – unter anderem mit dem 3D-Druck „on demand“ von Kunststoff-Lkw-Ersatzteilen in Originalteile-Qualität – einstieg. 2017 folgte der Einstieg in den metallischen 3D-Druck.

Steifigkeit erhöhen und Design optimieren
Die additive Fertigung ist für ihn eine Chance, dank Topologieoptimierung einen „maximalen Leichtbau“ zu erreichen, der nicht nur die Masse senkt, Steifigkeiten erhöht und das Bauteildesign lastengerecht optimiert, sondern der auch die Mehrkosten für den 3D-Druck deutlich reduziert. Am Beispiel eines bisher per Spritzguss hergestellten Gepäckablage-Endstücks zeigte der Konzernforscher auf, wie sich dank Umstieg auf 3D-Druck und neuem Design das Gewicht um 75 Prozent senken ließen.


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