Porsche 911 Cabrio

Die Bauteiele von Lanxess sind für Cabriolets und Roadster vorgesehen. Unter anderem kommen diese beim Porsche 911 Cabrio zum Einsatz. Bild: Porsche

| von Andreas Reinshagen

Das Leichtbaupotenzial der endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffe lässt sich auch zur Konstruktion von Pkw-Strukturbauteilen nutzen, die extreme Crash-Anforderungen bestehen müssen, heißt es vom Chemiekonzern Lanxess. Aktuell kommt der Verbundstoff einer von Porsche entwickelten leichten A-Säule in 3D-Hybrid-Bauweise zum Einsatz. Sie ist unter anderem für Cabriolets und Roadster vorgesehen und wurde erstmals im Porsche 911 Cabrio verbaut. Sie enthält einen Einleger aus hochfestem Stahl, der von innen mit einem umgeformten Zuschnitt aus dem Polyamid 6-basierten Tepex dynalite 102-RG600(6)/47% und mit einer Rippenstruktur aus dem kurzglasfaserhaltigen Polyamid 66 Durethan AKV 30 H2.0 gestützt wird. Dieser Aufbau wird mit dem von der Firma L&L Products entwickelten Strukturschaum L-5235 kraftschlüssig verbunden. Der Hybrideinleger soll mit seiner hohen Festigkeit und Steifigkeit dafür sorgen, dass die A-Säule bei Überschlägen genauso gut standhält wie bisherige Konstruktionen mit einem hochfesten Stahlrohr. Sie ist dabei aber rund fünf Kilogramm leichter. Die Gewichtsersparnis wird im Bereich des Greenhouse erzielt, heißt es von Lanxess. Dadurch wird der Fahrzeugschwerpunkt weiter nach unten verlagert und so soll auch die Fahrdynamik verbessert werden. „Für uns zeigt die exzellente mechanische Performance der Hybrid-A-Säule, dass Hybrideinleger, die auf Stahlblech, Tepex, Polyamid 6- oder Polyamid-66-Varianten von Durethan als Hinterspritzmaterial und auf einem Strukturschaum wie zum Beispiel L-5235 basieren, auch großes Einsatzpotenzial im strukturellen Leichtbau von Automobilkarosserien haben. Das gilt vor allem für Elektrofahrzeuge, die durch die schweren Batterien eine hohe Crash-Masse haben. Außerdem erhöht sich durch die Gewichtseinsparung die Reichweite der Elektrofahrzeuge“, erklärt Henrik Plaggenborg, Leiter Tepex Automotive im LANXESS-Geschäftsbereich High Performance Materials (HPM).

Karosserie des Porsche 911 Cabrio
Für den Multimaterialmix des neuen Porsche 911 Cabrio kommen auch Verbundeinleger für die A-Säule von Lanxess zum Einsatz. Das Material des Chemiekonzerns macht aber bisher laut Porsche lediglich ein Prozent des gesamten Materialmix aus. Bild: Porsche.

Weitere potenzielle Anwendungen der Hybridverbundelemente sind etwa die Verstärkung von Quer- und Längsträgern, B- und C-Säulen, tragenden Teilen der Batterie oder von sicherheitsrelevanten Komponenten für Türen. Entwickler und Hersteller der Hybridverbundelemente ist die Firma L&L Products mit dem Standort Strassburg im französischen Elsass. Das US-amerikanische Unternehmen hat sich mit Entwicklungen zur statischen Abdichtung, Akustik, Schwingungsreduzierung, Strukturverstärkung und zu Verbundwerkstoffkomponenten unter anderem für die Automobil- und Luftfahrtindustrie einen Namen gemacht hat. Erster Schritt zur Herstellung der Verstärkungselemente ist das Umformen und Hinterspritzen der Zuschnitte aus Tepex in einem Prozessschritt per Hybrid Molding-Verfahren. Anschließend wird das resultierende Verbundbauteil mit einem hitzeexpandierenden Schaumklebesystem auf Epoxid-Basis beschichtet. Das beschichtete Teil wird an der Karosserie befestigt und durchläuft mit ihr die kathodische Tauchlackierung (KTL). Durch die hohen KTL-Temperaturen schäumt der Strukturschaum auf und verbindet sich mit dem ebenfalls an der A-Säulenhülle befestigten, hochfesten Stahlblech zu dem verstärkenden Hybrideinleger. Dieser letzte Schritt erfolgt in einem komplett automatisierten und qualitätsüberwachten Fertigungsprozess, den Porsche entwickelt hat.