Weiterentwickeltes Carbon soll 2024 marktreif sein

Weiterentwicklungen im Bereich Carbon und neue Anwendungen für Aluminium zeigen, dass im Leichtbau noch Potenzial steckt. Die Universität von South Alabama hat das Nanokomposit ZT-CFRP entwickelt. Die Wissenschaftler wollen die Schwächen des Werkstoffs Carbon verbessern. Dieser ist anfällig gegen Stoßschäden und verfügt über eine nur schwach ausgeprägte elektrische und thermische Leitfähigkeit.

Die Management- und IT-Beratung MHP ist einer von fünf Partnern, die den Werkstoff zur Serienreife bringen wollen. "Der mit Nanopartikeln angereicherte und mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffverbund soll 2024 marktfähig sein." Das sagt Sebastian Kirmse, Senior Consultant im Bereich R&D Transformation, im Gespräch mit der Automobilwoche. MHP entwickelt gemeinsam mit der Uni auch einen Fertigungsprozess für den Werkstoff und fungiert als Kommerzialisierungspartner.

Ein Netzwerk aus ineinandergreifenden Kohlenstoff-Nanofasern und Kohlenstofffasern verbessert die Fähigkeit des Verbundwerkstoffs, mechanische, elektrische und thermische Energie durch alle Teile des Materialsystems in alle Richtungen zu leiten. Zudem verspricht es Gewichtsvorteile: "In Labortests haben wir bis zu 30 Prozent Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlichem Carbonmaterial erreicht."

Einsatzfelder für das weiterentwickelte Carbon sieht Kirmse wegen der großen Wärmebeständigkeit im Motorraum. Doch vor allem für E-Autos verspricht er sich Anwendungen: "Denn durch die relativ schweren Batterien muss in anderen Bereichen Gewicht eingespart werden. Und da sind neue Leichtbaumaterialien gesucht." Beim Blick auf die Kosten spricht er davon, im Rahmen von herkömmlichen Carbonlösungen bleiben zu wollen.

Auch Aluminium kann noch zusätzliche Einsatzbereiche erobern. Laut einer Studie der Non- Profit-Organisation Alumobility, die 2021 von den Alu-Spezialisten Constellium und Novelis ins Leben gerufen wurde, lassen sich in der Karosseriefertigung durch den Alu-Einsatz viel Gewicht einsparen. Am Beispiel eines Audi e-tron sollen es im Oberbau der Karosserie mehr als 80 Kilogramm sein.

Während die herkömmliche Ausführung in verschiedenen Stahlsorten 193,8 Kilogramm auf die Waage bringt, ist eine mit durchgehend in Alu ausgeführten Komponenten mit 113,2 Kilogramm rund 42 Prozent leichter. Gerechnet auf die gesamte Karosseriestruktur einschließlich der Türen und der stählernen Plattform sinke das Gewicht von 481 auf 399 Kilogramm. Damit ist die Alu-Ausführung rund ein Sechstel leichter als eine e-tron-Karosserie mit einem üblichen Stahlanteil von etwa 80 Prozent.

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