Leichtbau-Zulieferer aus Baden-Württemberg

Am baden-württembergischen Leichtbau-Gemeinschaftsstand präsentieren sich Unternehmen auf der Hannover Messe 2016. Die Karosserie des Audi R8 steht im Fokus des Auftritts. Unter dem Label "Leichtbau aus Baden-Württemberg" stellen elf kleine und große Zulieferer aus dem Südwesten ihre Produkte und Dienstleistungen vor. Ihre Innovationen tragen unter anderem durch Multi-Material-Design dazu bei, das Gewicht von Fahrzeugen und anderen Maschinen abzuspecken.

11. April 2016

In Branchen wie dem Transportsektor oder der Luft-und Raumfahrt hat sich Leichtbau als Schlüsseltechnologie etabliert. Aber auch in Bereichen wie Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Medizintechnik und der Baubranche ist Leichtbau ein Innovationstreiber.

Aushängeschild Audi R8

Der neue Audi R8 ist ein Aushängeschild für Leichtbau und intelligentes Multi-Material-Design: Der Audi Space Frame (ASF) des in Baden-Württemberg gefertigten Audi-Sportwagens wiegt nur 200 Kilogramm und setzt sich beim Topmodell zu 79 Prozent aus Aluminium und zu 13 Prozent aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) zusammen. Das leichte, aber teure CFK ist wird dort eingesetzt, wo es dank seiner Auslegung eine bessere Performance erzielt als Aluminium.

Ein wichtiger Faktor für den wirtschaftlichen Einsatz des leichten CFK ist die Serienfertigung. Mit der Preform-Technik, die am Gemeinschaftsstand präsentiert wird, ist es Dieffenbacher erstmals gelungen, die Herstellung komplexer, trockener Carbonfaser-Preforms in vollautomatischem Ablauf mit Zykluszeiten von 90 Sekunden zu realisieren. Die Preform wird im anschließenden HP-RTM-Prozess zum fertigen Bauteil verpresst. Für den Audi R8 produziert Dieffenbacher die B-Säule im HP-RTM-Verfahren.

Titan spielt wichtigere Rolle

Eine immer wichtigere Rolle im Leichtbau spielen auch Metalle wie Titan. Prototechnik fertigt aus diesem korrosionsfreien und extrem festen Werkstoff Abgassysteme, deren Gewicht sich im Vergleich zu herkömmlichen Produkten halbiert.

Das leichte Metall Magnesium war schon im ersten VW Käfer verbaut und findet dank neuer Legierungen in modernen Fahrzeug wieder häufiger Verwendung. Dass sich Magnesiumdruckgusskomponenten leicht und energieeffizient herstellen lassen, zeigt C&C Bark Metalldruckguss und Formenbau mit ihrem Warmkammerdruckgießen von Magnesiumlegierungen.

ELB Eloxalwerk Ludwigsburg Helmut Zerrer beschichtet Magnesium-Kalotten für Hochtöner in Lautsprechern. Mit der Ceranod-Beschichtungstechnik des Unternehmen können darüber hinaus Aluminiumoberflächen exakt an die Anforderungen in verschiedensten Branchen angepasst werden.

Schaumteile für das Automobil

Ein weiteres Beispiel für neue Leichtbau-Werkstoffe stellt Gaugler & Lutz mit ihren leichten Kernmaterialien vor. Die maßgefertigten Schaumteile können vom Kunden direkt und ohne weitere Bearbeitung eingesetzt werden. Im Automotive-Bereich finden sie zum Beispiel in der Reserverad-Mulde, der Hutablage oder in der Motorhaube Anwendung.

Neben den Werkstoffen gewinnen bei hybriden Bauweisen auch Verfahren wie Fügetechnik etwa durch Kleben oder Schrauben beim Multi-Material-Design an Bedeutung. Beim ASF des R8 erfolgt die Verbindung zwischen Aluminium und CFK beispielsweise ausschließlich durch sogenannte kalte Techniken – mit 270 Halbhohlstanznieten, 207 Blindnieten sowie 511 Schrauben. In solchen Verbindungselementen steckt ein nicht zu unterschätzendes Potenzial zur Gewichtseinsparung.

Trumpf zeigt eine besondere Innovation: eine formschlüssige Metall-Kunststoff-Verbindung am Beispiel eines Automobilbauteils, die ohne Kleber und Haftvermittler gefügt wird. So können völlig neue Konstruktionen umgesetzt werden, die verglichen mit geklebten Verbindungen eine höhere Festigkeit aufweisen und die Produktion dieser Bauteile vereinfachen.

Schweißen im Leichtbau

Eine weitere leichte Fügetechnik ist Schweißen. Im ASF des neuen Audi R8 etwa sind die Schweißnähte zwischen den Aluminiumkomponenten zusammengerechnet gut 89 Meter lang. Dabei müssen auch Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Fastner liefert verschiedene Bauteile für den Audi R8 und stellt in Hannover unter anderem leichte, sicherheitsrelevante Baugruppen vor, die aus Aluminiumgussteilen, Profilen und Schmiedeteilen verschweißt werden.

Die wachsende Bedeutung von Simulation etwa bei der Entwicklung von Maschinen demonstriert die Software-Schmiede Meshparts. Dank einer großen Modellbibliothek lassen sich Bauteile – sogenannte spezialisierte FE-Modelle – zehn- bis 100-mal schneller am Computer generieren als mit Standardmethoden. Gleichzeitig lassen sich ganz neue Designoptionen – etwa zur Gewichtsreduktion – unproblematisch austesten.