Special Innenraum Gewichtsreduktion

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Wichtig sind gestalterische Freiheiten und Funktionssicherheit, sowie kostengünstige Herstellungsverfahren.

Dezent, aber gut sichtbar haben die Designer des neuen Hochleistungssportwagens Carrera GT von Porsche Magnesiumbauteile im Innenraum platziert. Die Blende der Mittelkonsole, Bedienknöpfe, die Türgriffe und die Radfelgen sind aus dem silbern glänzenden Leichtmetall. Die Entscheidung für diesen Werkstoff fiel nicht nur aus ästhetischen Gründen. Auch das Gewicht des reaktionsfreudigen Erdalkalimetalls hat die Fahrzeugentwickler überzeugt: Magnesium wiegt 33 Prozent weniger als Aluminium, 60 Prozent weniger als Titan und 75 Prozent weniger als Stahl.

Fehlerfreie Prozesse sind das A und O im Automobilbau. Die Produktionstechniker der Edelmarke kennen sich inzwischen gut mit Magnesiumlegierungen aus und haben ein spezielles Warmumform-Verfahren zur Serienreife gebracht. In Zukunft soll das Material häufiger eingesetzt werden. Zusammen mit Zulieferern wollen die Zuffenhausener die Herstellungskosten von Magnesium-basiertem Blech weiter nach unten drücken. Jenseits des Atlantiks stehen die Aussichten auf kostengünstiges Leichtmetall ebenfalls auf der Agenda. So will General Motors den Kraftstoffverbrauch seiner Fahrzeuge nach Auskunft von Greg Warden, GM Executive Director for Global Vehicle Body Engineering deutlich verringern. „Da zählt jedes Gramm Gewicht“, sagt Warden. Deshalb haben GM-Entwickler Magnesiumbleche ins Visier genommen und bereits einen patentierten Fertigungsprozess im Einsatz. Die Amerikaner haben eigenen Angaben zufolge sogar einen Weg gefunden, um die Korrosionsgefahr des Leichtmetalls mittels Oberflächenbehandlung zu bannen.

Bislang galt die Korrosionsanfälligkeit von Magnesium als die Achillesferse für den verstärkten Einsatz im Fahrzeugbau. Ob Magnesium bei Interieurbauteilen die angestammten Werkstoffe Aluminium, Kunststoff oder Stahl aus dem Rennen kegeln wird, bleibt abzuwarten. Allerdings arbeiten Werkstoffforscher und Automobilindustrie seit einiger Zeit kontinuierlich daran, das Anwendungspotential des Leichtwerkstoffs zu erschließen. „Es gibt noch Bedenken gegenüber der Korrosionsanfälligkeit von Magnesium-Knetlegierungen, deshalb bietet sich der Innenraum von Fahrzeugen an, da hier nicht die Gefahr des Angriffs aggressiver Stoffe oder der Beschädigung durch Steinschlag besteht“, bestätigt Hans Bräunlich, Hauptabteilungsleiter Massivumformung und Geschäftsführer Fraunhofer-Allianz Automobilproduktion am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz.

Technologieplattform für Magnesium

Fraunhofer-Wissenschaftler haben zusammen mit elf Industriepartnern – darunter MgF Magnesium Flachprodukte, KWD Karosseriewerke Dresden oder Hirschvogel Aluminium – eine Technologieplattform entwickelt, die den wirtschaftlichen Einsatz von Magnesiumblech vorantreibt. Laut Bräunlich sind praktisch alle Voraussetzungen für den Serieneinsatz gegeben. Einziger Wermutstropfen sind die Vorleistungen, die mit einer neuen Prozesstechnologie verbunden sind: „Viele Hersteller scheuen noch die erhöhten Einführungskosten für die Serie“, sagt Bräunlich.

Doch die Industrie bleibt am Ball. BMW M hat ein Vorentwicklungsprojekt für eine Rücksitzlehne mit Magnesiumdurchlade abgeschlossen. Das Bauteil wiegt 5,45 Kilogramm und ist damit gegenüber einer Rücksitzlehne in Stahlbauweise mit einem Gewicht von etwa 11,5 Kilogramm nur halb so schwer. Auch bei MgF Magnesium Flachprodukte sieht man zahlreiche Anwendungen von Magnesium-Flachprodukten, die den Leichtbau im Fahrzeug vorantreiben: „Der Werkstoff bietet viele Vorteile bis hin zu Hochleistungslegierungen“, sagt Hans-Peter Vogt, Geschäftsführer der ThyssenKrupp-Tochter MgF Magnesium Flachprodukte.

EPP erspart Werkzeugkosten

Rund um das Interieur zeichnen sich auch bei Kunststoffen neue Entwicklungen ab. Formstabil aber leichtgewichtig sind die Pluspunkte von expandiertem Polypropylen (EPP). Nachdem das aufschäumende Material in zahlreichen Crashtests gute Noten erhielt, ging es mit EPP-Schaumprodukten aufwärts. Was bei Automobilbauern gut ankommt: Gegenüber dem Spritzguss entfällt die Herstellung teurer Werkzeuge. Allerdings erfüllt EPP-Schaum nicht jeden ästhetischen Geschmack. Deshalb finden sich die Schaumstoffe eher im Bereich von Türverkleidungen, Kopfstützen und Sitzkernen.

Neben carbonfaserverstärkten Kunststoffen bahnen sich weitere Materialien den Weg in den Innenraum. Einen Schwerpunkt legt der US-Automobilzulieferer Johnson Controls auf kaschierte Naturfasern wie Flachs, Hanf oder Kenaf. „Es hat sich in den letzten Jahren sehr viel bei der Zusammensetzung von Naturfasermaterialien und Bindemitteln getan“, sagt Werner Klusmeier, Manager Advanced Manufacturing Engineering Process Innovation Automotive Experience bei Johnson Control. So lassen sich in einem Niedertemperaturverfahren formbare Matten aus Bastfasern mit Polypropylen kombinieren und daraus Trägermaterialien für Türverkleidungen, kaschierte Türmittelfelder und Armlehnen pressen.

Das Potential nachwachsender Rohstoffe im Fahrzeugbau ist damit nicht ausgeschöpft. Durch die weitere Prozessoptimierung im Hinblick auf Leichtbau wollen die Innenraumspezialisten mit ihrer Naturfaser-Prozesstechnologie auch bei den Karosserie-Komponenten mitmischen. „Wir haben ein Verfahren, das mit Harz vorgetränkte Matten aus Carbonfasern zu sehr leichten Bauteilen mit einer hohen Faserdichte verarbeitet“, bestätigt Klusmeier.

Querverbindung in den Flugzeugbau

Innovatives Design braucht innovative Materialien. Das sagen sich auch die Interieurexperten von Eissmann in Bad Urach. Über ein Joint Venture sind die Innenraumspezialisten mit der Aerospace-Produktionsfirma Cotesa verbunden. Eissmann hat sich damit Kompetenz zur Entwicklung von Kohlefaserbauteilen für Innenräume und Karosserieteile ins Haus geholt. Als Spezialist für edle Naturmaterialien wie Leder punktet Eissmann Automotive im High-End-Segment der Innenausstatter: „Gewicht spielt beim Produktmaterial eine immer entscheidendere Rolle“, bestätigt Klaus Elmer, Vorsitzender Geschäftsführer der Eissmann Group Automotive.

Andreas Beuthner