CO2-Emissionen zu mindern und die Fahrdynamik zu verbessern sind positive Effekte des automobilen Leichtbaus. Mit welchen Entwicklungsstrategien und Materialkonzepten die Automobil- und Zulieferindustrie diese umsetzen kann, diskutierten Fachleute auf dem 3. VDI-Fachkongress "Leichtbaustrategien für den Automobilbau" am 3. und 4. Juli 2013 in Wolfsburg. Heinrich Timm, fachlicher Leiter des Kongresses, unterstrich die Wichtigkeit und Aktualität des Themas: "Leichtbau ist die Schlüsseltechnologie im Automobilbau."
Die Reihe der Einführungsvorträge eröffnete Armin Plath, Leiter Werkstoffe und Fertigungsverfahren der Volkswagen Konzernforschung, mit Betrachtungen zum automobilen Leichtbau in der Großserie. Um die gesetzlichen Zielwerte für den CO2-Ausstoß verwirklichen zu können, reichen aus seiner Sicht Verbesserungen der konventionellen Antriebstechnologien nicht aus. Ergänzend seien der Leichtbau und die Aerodynamik wichtige Treiber um Emissionen zu reduzieren. In Kombination mit innovativen Betriebsstrategien und einer Hybridisierung des Antriebs ergeben sich hieraus die Hauptbausteine für eine großserienfähige und nachhaltige Fertigung. Am Beispiel des Golf 7 stellte Plath dar, wie es Volkswagen gelungen ist, die Gewichtsspirale im Stahlleichtbau umzukehren und dabei das Ziel einer verbesserten Duktilität zu verfolgen. Um den Leichtbau in der Großserie weiter voranzutreiben, muss die eingesetzte Technologie bezahlbar bleiben. Volkswagen verfolgt hierbei eine Top-Down-Strategie, die neue Leichtbau-Entwicklungen aus der Nische zielgerichtet in die Großserie umsetzt.
Horst Friedrich, Direktor des Instituts für Fahrzeugtechnik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), präsentierte in seinem Vortrag den Leichtbau als Königsdisziplin, durch die Automobilhersteller globalen Mega-Trends wie dem Klimawandel und der Konzentration der wachsenden Bevölkerung auf Ballungsräume begegnen können. Er skizzierte den Leichtbau als Chance für die E-Mobilität, da er Reichweitenerhöhungen und eine bessere Fahrdynamik ermöglichen kann. Mit Blick auf einen realisierbaren Materialmix im Leichtbau, der zur Minderung der CO2-Emissionen beiträgt, stellte er die werkstofflichen Potenziale von CFK, Magnesium und hochfesten Stählen vor. Friedrich betonte, dass für eine ganzheitliche Technologieentwicklung ein strategischer Leichtbau notwendig sei, der sich gleichteilig an Konzepten, Stoffen, Formen und Anforderungen orientiere.
Die Gestaltung von Produktionsprozessen im Leichtbau stellte Boris Shulkin, verantwortlich für die Forschung und Entwicklung im Stronach Centre, Kanada, von Magna International, in den Mittelpunkt seines Vortrages. Ihm zufolge definieren Prozesse und Werte die organisatorischen Einsatzmöglichkeiten des Leichtbaus, wobei Sicherheit, Emissionen, Kosten und Kraftstoffeinsparungen die entscheidenden Faktoren seien. Neue Partnerschaften und Kooperationen eröffnen zudem die Möglichkeiten, den Designzyklus zu limitieren und gleichzeitig bei hohem Fortschrittstempo einen robusten Innovationsansatz zu verfolgen. Optimistisch schloss Shulkin, dass der Automobilindustrie mit dem Leichtbau eine gute Zeit bevorstehe.
Wie Volkswagen das 1-Liter-Auto XL1 mithilfe einer konsequenten Leichtbaustrategie konzipierte, erläuterte Projektleiter Holger Bock. Die komplette Außenhaut des Wagens inklusive der Strukturbauteile besteht aus CFK, im Fahrwerk sind ebenfalls Stabilisatoren aus dem Werkstoff verbaut. Sekundäreffekte, die von Komponenten wie den Reifen oder der Servolenkung ausgehen, integrierte Bock bewusst mit in die Leichtbaustrategie. Ebenso nutzte er ein aerodynamisches, von der Bionik inspiriertes Design, um positive Effekte bei der Energierückgewinnung zu erzielen. Als weiteres praxisnahes Beispiel für den gezielten Einsatz von CFK präsentierte Martin Roth von Porsche den neuen Cayman S. Bei dem Sportwagen gelang es durch Detailoptimierungen, Gewicht einzusparen und gleichzeitig die Performance zu steigern.
Einen Ausblick auf ein zukünftiges Leichtbaukonzept mit Multimaterial-Rohbaustrukturen gab Ralf Bernhardt von Daimler am Beispiel des SL (R231). Durch einen Halbzeug-Mix seien momentan bereits 110 kg Gewichtseinsparung möglich. Bernhardt betonte darüber hinaus die Potenziale im Bereich der Sicherheit, die einen zentralen Markenwert darstellt. Außerdem plädierte er für einen anforderungsbezogenen, intelligenten Leichtbau. Möglichkeiten, um Optimierungsmethoden im Fahrzeugleichtbau strategisch einzusetzen, stellte Boris Künkler von Adam Opel vor.
Zum Abschluss des VDI-Fachkongresses diskutierten auf dem Podium Armin Plath, Laurent Musy von Constellium, Klaus Drechsler von der TU München, Rainer Rauh von EADS und Frank Venier von Audi unter der Leitung von Heinrich Timm zu dem Thema "Wettbewerb der Leichtbautechnologien". Hierbei stellte sich nochmals heraus, dass je nach Zielsetzung unterschiedliche Verfahren erfolgsversprechend sind. Die Grundbedingung für marktfähige Innovationen brachte Musy auf den Punkt: "Wir müssen verstärkt zusammenarbeiten."
Die Reihe der Einführungsvorträge eröffnete Armin Plath, Leiter Werkstoffe und Fertigungsverfahren der Volkswagen Konzernforschung, mit Betrachtungen zum automobilen Leichtbau in der Großserie. Um die gesetzlichen Zielwerte für den CO2-Ausstoß verwirklichen zu können, reichen aus seiner Sicht Verbesserungen der konventionellen Antriebstechnologien nicht aus. Ergänzend seien der Leichtbau und die Aerodynamik wichtige Treiber um Emissionen zu reduzieren. In Kombination mit innovativen Betriebsstrategien und einer Hybridisierung des Antriebs ergeben sich hieraus die Hauptbausteine für eine großserienfähige und nachhaltige Fertigung. Am Beispiel des Golf 7 stellte Plath dar, wie es Volkswagen gelungen ist, die Gewichtsspirale im Stahlleichtbau umzukehren und dabei das Ziel einer verbesserten Duktilität zu verfolgen. Um den Leichtbau in der Großserie weiter voranzutreiben, muss die eingesetzte Technologie bezahlbar bleiben. Volkswagen verfolgt hierbei eine Top-Down-Strategie, die neue Leichtbau-Entwicklungen aus der Nische zielgerichtet in die Großserie umsetzt.
Horst Friedrich, Direktor des Instituts für Fahrzeugtechnik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), präsentierte in seinem Vortrag den Leichtbau als Königsdisziplin, durch die Automobilhersteller globalen Mega-Trends wie dem Klimawandel und der Konzentration der wachsenden Bevölkerung auf Ballungsräume begegnen können. Er skizzierte den Leichtbau als Chance für die E-Mobilität, da er Reichweitenerhöhungen und eine bessere Fahrdynamik ermöglichen kann. Mit Blick auf einen realisierbaren Materialmix im Leichtbau, der zur Minderung der CO2-Emissionen beiträgt, stellte er die werkstofflichen Potenziale von CFK, Magnesium und hochfesten Stählen vor. Friedrich betonte, dass für eine ganzheitliche Technologieentwicklung ein strategischer Leichtbau notwendig sei, der sich gleichteilig an Konzepten, Stoffen, Formen und Anforderungen orientiere.
Die Gestaltung von Produktionsprozessen im Leichtbau stellte Boris Shulkin, verantwortlich für die Forschung und Entwicklung im Stronach Centre, Kanada, von Magna International, in den Mittelpunkt seines Vortrages. Ihm zufolge definieren Prozesse und Werte die organisatorischen Einsatzmöglichkeiten des Leichtbaus, wobei Sicherheit, Emissionen, Kosten und Kraftstoffeinsparungen die entscheidenden Faktoren seien. Neue Partnerschaften und Kooperationen eröffnen zudem die Möglichkeiten, den Designzyklus zu limitieren und gleichzeitig bei hohem Fortschrittstempo einen robusten Innovationsansatz zu verfolgen. Optimistisch schloss Shulkin, dass der Automobilindustrie mit dem Leichtbau eine gute Zeit bevorstehe.
Wie Volkswagen das 1-Liter-Auto XL1 mithilfe einer konsequenten Leichtbaustrategie konzipierte, erläuterte Projektleiter Holger Bock. Die komplette Außenhaut des Wagens inklusive der Strukturbauteile besteht aus CFK, im Fahrwerk sind ebenfalls Stabilisatoren aus dem Werkstoff verbaut. Sekundäreffekte, die von Komponenten wie den Reifen oder der Servolenkung ausgehen, integrierte Bock bewusst mit in die Leichtbaustrategie. Ebenso nutzte er ein aerodynamisches, von der Bionik inspiriertes Design, um positive Effekte bei der Energierückgewinnung zu erzielen. Als weiteres praxisnahes Beispiel für den gezielten Einsatz von CFK präsentierte Martin Roth von Porsche den neuen Cayman S. Bei dem Sportwagen gelang es durch Detailoptimierungen, Gewicht einzusparen und gleichzeitig die Performance zu steigern.
Einen Ausblick auf ein zukünftiges Leichtbaukonzept mit Multimaterial-Rohbaustrukturen gab Ralf Bernhardt von Daimler am Beispiel des SL (R231). Durch einen Halbzeug-Mix seien momentan bereits 110 kg Gewichtseinsparung möglich. Bernhardt betonte darüber hinaus die Potenziale im Bereich der Sicherheit, die einen zentralen Markenwert darstellt. Außerdem plädierte er für einen anforderungsbezogenen, intelligenten Leichtbau. Möglichkeiten, um Optimierungsmethoden im Fahrzeugleichtbau strategisch einzusetzen, stellte Boris Künkler von Adam Opel vor.
Zum Abschluss des VDI-Fachkongresses diskutierten auf dem Podium Armin Plath, Laurent Musy von Constellium, Klaus Drechsler von der TU München, Rainer Rauh von EADS und Frank Venier von Audi unter der Leitung von Heinrich Timm zu dem Thema "Wettbewerb der Leichtbautechnologien". Hierbei stellte sich nochmals heraus, dass je nach Zielsetzung unterschiedliche Verfahren erfolgsversprechend sind. Die Grundbedingung für marktfähige Innovationen brachte Musy auf den Punkt: "Wir müssen verstärkt zusammenarbeiten."
