Composites

Nur der richtige Materialmix bringt Erfolg

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Die Kosten entscheiden über den Compositeeinsatz

Vor einigen Jahren gab es auch einen regelrechten Hype, CFK im Auto einzusetzen. Ein Treiber in diese Richtung war die BMW AG. Durch den Einsatz von Carbonfasern sollte das Fahrzeuggewicht reduziert werden, um so Kraftstoff einzusparen. Inzwischen ist die Hypephase abgeflaut, wie Dr.-Ing. Armin Kraatz, Spezialist bei der Evonik Resource Efficiency GmbH, feststellt. Die ursprüngliche Aufgabe von BMW i als Keimzelle für die CFK-Technologie ist zunächst abgeschlossen. Die BMW Group setzt auch in Zukunft auf Leichtbau und einen intelligenten Materialmix mit Carbon als bedeutendem Werkstoff. Der Maschinenbau-Ingenieur registriert: „Jetzt geht der Trend dahin, Composites nur dort einzusetzen, wo es wirklich Sinn macht. Ansonsten greift man zu Aluminium oder Stahl.“ Der Hintergrund dafür sind die relativ hohen Kosten für Composites. Jedoch meint der Evonik-Experte auch, dass der Hype viele Verbesserungen bei den Verarbeitungsprozessen gebracht habe. Das habe zu mehr Anwendungen und auch höheren Stückzahlen geführt. Wobei im Vergleich zu vorher heute kürzere Zykluszeiten bei der Umformung und damit ein höherer Output erreicht würden. Die Zykluszeiten bei der Metallumformung sind aber meist wesentlich kürzer. Deswegen finden sich serienmäßig hergestellte carbonfaserverstärkte Komponenten heute in der Regel nur in der Oberklasse, wie zum Beispiel in der 7er-Reihe von BMW. Doch wird auch beim BMW „inext Carbon“ CFK eine wichtige Rolle spielen. Bei Kleinwagen setze man nach wie vor auf metallische Werkstoffe. „Fast immer entscheiden die Kosten über den Einsatz von Composites“, erläutert Kraatz im Hinblick auf das Zusammenspiel von Werkstoffen, Markt und Prozessen.

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Kein Material ist für alle Anwendungen gleich gut

Die Frage nach der Werkstoffauswahl kann der Branchenkenner Witten beantworten: „Es gilt ein Kernsatz, der besagt, dass es ein bestes Material für alle Anwendungen nicht gibt. Im spezifischen Anwendungsfall kann es sein, dass Holz die beste Alternative darstellt, in einem anderen lösen Stahl oder Aluminium das Problem und bei einer dritten Anwendung leisten Composites das Maximale.“ Auch werde immer die Kombination mehrerer Systeme zu einem Hybridbauteil im Blick behalten. BMW etwa setzt den „Carbon Core“ ein. Dabei handelt es sich um ein Kombinationsprodukt aus hochfesten Stählen und CFK. Durch diesen „Carbon Core“ kann etwa im Bereich der B-Säulen des 7er die Auslegung der Blechbauteile angepasst und Gewicht eingespart werden. Dazu erklärt Witten: „Die Zukunft erschöpft sich nicht in Stahl-, Kunststoff- oder Compositelösungen. Es gilt stets, die bestmögliche Kombination oder das anwendungsspezifisch optimale Material zu finden – sowohl in ökonomischer, ökologischer, technischer als auch gesellschaftlicher Hinsicht.“ Ein „Kampf“ der Konstruktionsmaterialien ist laut Witten eigentlich überflüssig.

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