Drum prüfe, was sich lange binde!

»Hybridbaugruppen und Halbzeuge aus teilweise überraschenden Werkstoffpartnern sind stark im Kommen.«

31. März 2015

Es ist eine Schande! Stell Dir vor, es ist Leichtbau-Colloquium - und keiner geht hin. Das heißt: Keiner ist leicht (!) übertrieben, denn über 200 Experten aus Industrie und Wissenschaft waren vertreten - das ist beachtlich -, aber die Fachpresse nicht. Fast nicht. Genauer: qualitativ zwar auf höchstem Niveau, quantitativ eher mickrig.

Mehr als früher - so zumindest mein subjektiver Eindruck - war auf dem 7. Landshuter Leichtbau-Colloquium (LLC) von Metall die Rede, von Metall in Verbindung mit anderen, meist geschäumten Werkstoffen und von der Verbindung anderer Werkstoffe mit Metall - und mit Metall ist auch der scheinbar altmodische Stahl gemeint. Stahl ist dank hochfester Legierungen in Leichtbaukreisen wieder salonfähig. Freilich hätte man unter den 21 Ausstellern gerne ein paar mehr gesehen, die auf Stahllegierungen und -verbindungen setzen. Aber immerhin: Sowohl Mangan-Chrom-Stahl als auch Sandwich-Bleche wurden gezeigt und mit überzeugenden Argumenten vorgestellt. Wer hätte gedacht, dass ein PKW-Stahltank leichter sein kann als einer aus Kunststoff - und das ohne aufwendiges Presshärten?

Ein Wiedergänger könnte auch Magnesium werden, das bisher als etwas zickig in Herstellung und Verarbeitung und ziemlich gefährlich, vor allem auch teuer galt. Doch zumindest die Verarbeitung bekommt man immer besser in den Griff. So sollen jetzt Magnesiumbleche mit einem Kostenaufwand herstellbar sein, der dem von Aluminium entspricht. Magnesiumbauteile wären aber etwa 30 Prozent leichter als ihre Alu-Pendants und vom Gewicht her durchaus mit CFK-Werkstücken vergleichbar, die aber deutlich teurer, spröde und kaum vernünftig zu recyclen sind.

Während noch vor einigen Jahren die Verfechter der reinen Lehre, also die Monomaterialisten, als die wahren Propheten galten, machen nun Gemischtbauweisen, sowohl was die Strukturen als auch was die Halbzeuge betrifft, Boden gut. Jeder Werkstoff soll dort eingesetzt werden, wo seine Eigenschaften am besten wirken - auch unter wirtschaftlichen Aspekten.

Eine nicht ganz triviale Aufgabe ist es und wird es noch viel mehr sein, die so gänzlich unterschiedlichen Materialien zu fügen, und zwar dauerhaft. Mag die Verbindung eines Stahlteils mit einem aus Leichtmetall oder faserverstärkten Kunststoff durch Schrauben oder Niete noch einfach erscheinen - die Verbindung von Deckblechen mit Schäumen aus Metall, Glas oder Kunststoff beispielsweise zu Paneelen, die einen Stadtbus auch nach mehreren Hunderttausend Kilometern über Kopfsteinpflaster stabilisieren sollen, ist es nicht. Simulationstechniken können manch teuren und langwierigen Versuch, doch nicht die praktische Erfahrung ersetzen, zumindest nicht ganz. Und weil diese praktische Erfahrung, vor allem über Dauerermüdung, noch nicht vorliegt, muss mit Angstzuschlägen, pardon: Sicherheitsfaktoren, gerechnet werden, die den Leichtbauzielen leicht entgegenwirken - vorsichtig ausgedrückt. Aber lieber so, als die Paneele als tragende Elemente völlig zu ignorieren, denn dann sind sie immer zu schwer.

Noch werden die Komponenten von Hybridbaugruppen meist getrennt geformt und anschließend gefügt. Mit Erfolg: In Landshut konnte man eine B-Säule aus Stahl-Deckblechen und Organo-Innenblech sehen, deren Kosten geringer waren als die einer herkömmlichen B-Säule, vom Gewicht ganz zu schweigen.

Die Zukunft könnte aber, man mag es kaum glauben, dem gemeinsamen Umformen solcher Schichtungen gehören. Zumindest laufen entsprechende Versuche, auf dem Rechner und in der Presse. Auch über Rollformen und IHU solcher Sandwich-Materialien wird bereits nachgedacht. Schwierig (aber nicht unmöglich) ist das nur, wenn die Matrix schon ausgehärtet ist, denn dann hält sie die Fasern fest. Und die lassen sich ja lieber zerreißen als sich nennenswert zu dehnen. So lange sie aneinander gleiten können, als Filament oder als Roving, ist die Umformung kein Problem, wie jeder weiß, der sich schon einmal am Bau eines Surfbretts oder der Reparatur eines rostigen Kotflügels versucht hat.

Man solle kein zu hohes Tempo erwarten von der Leichtbauentwicklung, warnte zu Beginn des LLC Dr. Müller aus Kringell, der für Evolution statt Revolution plädiert. Zu große Erwartungen könnten entmutigen und enttäuschen, große Schritte so teuer werden, dass sie nie in die Serienproduktion fänden.

Die bbr wird sich dem Thema Leichtbau auch in Zukunft leidenschaftlich widmen und über Neues berichten, Schritt für Schritt. Andere reden, wir tun.

Hans-Georg Schätzl