Kunststoffe im Automobilbau Mit Polymeren die Poleposition sichern

Modell T, oder liebevoll auch Tin Lizzy genannt, hieß das erste erschwingliche, weil am Fließband gefertigte Auto aus der Schmiede von Henry Ford. Schon der Name verrät, dass Metall die Konstruktion dominierte. Seitdem hat sich das Auto verändert und in den 50ern kam die erste polymere Revolution mit dem PVC. Der Siegeszug der einsatzflexiblen Langketten-Moleküler rollt seitdem von Erfolg zu Erfolg.

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Das Auto aus dem 3D-Drucker! Diese Meldung bewegte manche automobilinteressierten Gemüter und die so mancher konventionell arbeitender Zulieferer: Keine Werkzeuge mehr für die Bauteile, keine Probleme mehr mit designerischen Extravaganzen sowie eine dem allgemeinen Ruf nach ressourcenschonendem Materialeinsatz im Hinblick auf Verbrauch und reduzierten CO₂-Ausstoß geschuldete Alternative, um gewichtsoptimierte und auch noch flexibel individualisierbare Fahrzeuge mit dem dazu nötigen Materialmix aus Leichtmetallen und Hochleistungskunststoffen zu fertigen. Diese Vision hatte vielleicht so mancher im Sinn, als er die Berichte über den futuristisch gestalteten Blade-1, das erste 3D-gedruckte Auto des kalifornischen Unternehmens Divergent Microfactories (DM), zur Kenntnis nahm.

Print your car – das Auto aus dem Drucker

Bei näherer Betrachtung wird jedoch schnell klar, dass da nicht das komplette Auto dem Drucker entschlüpfte, sondern gewisse strukturgebende Komponenten aus Aluminium und Kunststoffen, und man sprach bestenfalls von einer Jahreskapazität von 10.000 Fahrzeugen: Das ist fast nichts, wenn man die Produktionszahlen der üblichen Serienhersteller damit vergleicht, die leicht in die Hunderttausende gehen. Auch wenn die Vision nun wieder wie ein platter Reifen in sich zusammenzufallen scheint, zeigt diese Nachricht, dass sich etwas tut bei der Umsetzung neuer Ideen für die mobile Zukunft, um den meisten ökonomischen und ökologischen Anforderungen gerecht zu werden. Ein Schlüssel zum Erfolg sind dabei auch Kunststoffe, deren enormes Eigenschaftsspektrum so manches Problem lösen dürfte.

Leichtbau extrem

Blade – der „Porsche-Killer“ aus dem 3D-Drucker

Autobauer setzen auf Kunststoff

Momentan ist der durchschnittliche Gewichtsanteil von Kunststoff im und am Automobil etwa 110 kg (15 %), wie eine Studie von Frost & Sullivan zeigt. Den Löwenanteil verbuchen das recyclingfreundliche Polypropylen (PP) mit 50 %, das eigenschaftsflexible Polyurethan (PU) (Instrumententafeln, Dekorfolie) mit fast 20 % und das robuste ABS (für Stoßfänger) mit etwa 12 %. Das hört sich erst mal sich nicht viel an, doch blickt man auf das spezifische Gewicht und stellt sich ein Auto vor, so wird schnell klar, dass das Verhältnis von Gewicht zu Volumen wesentlich größer ist als bei den Metallteilen.

Bis zum Jahr 2019 soll der Gewichtsanteil von Kunststoffen auf deutlich über 115 kg klettern. Autobauer setzen also ganz klar auf Polymere, um ihre Fahrzeuge zukunftsfähig zu machen. Kunststoffe leisten dabei von Jahr zu Jahr mehr in puncto mechanische Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Lebensdauer. Sie isolieren elektrisch, schützen Insassen vor Verletzungen, lassen sich verhältnismäßig einfach verarbeiten und sind im Vergleich zu den meisten Metallen besonders leicht - eines der Hauptargumente für den steigenden Anteil von Polymeren im Kfz. Gepaart mit ihren sonstigen Eigenschaften, verdrängen sie schon so manchen Werkstoffklassiker, wie etwa Glas.

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