Leichtbau auf dem Weg in die Großserie

Neue Materialien, Fügetechniken und Leichtbaukonzepte sollen Autos leichter machen. Besonders vielversprechend sind kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK).

Bislang ist es allerdings noch recht aufwändig, die Bauteile aus CFK herzustellen – viele Arbeitsschritte müssen per Hand gemacht werden; bei den automatisch durchgeführten Schritten bedarf es oft manueller Nacharbeit.
72 Unternehmen, Bildungs- und Forschungseinrichtungen sowie unterstützende Organisationen aus der Region München-Augsburg-Ingolstadt haben sich in der Spitzenclusterinitiative MAI Carbon zusammengetan, um die kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe fit zu machen für die Serienreife. Das Cluster wird mit 40 Millionen Euro vom BMBF gefördert, weitere 40 Millionen Euro stammen von der Industrie. Ein maßgeblicher Partner im Cluster ist neben Audi und BMW die Fraunhofer-Projektgruppe »Funktionsintegrierter Leichtbau«.  Ziel ist es, die Herstellungskosten von CFK-Bauteilen in den fünf Jahren der Projektlaufzeit um 90 Prozent zu reduzieren. Dies soll vor allem über neue Herstellungsverfahren erreicht werden, die sich auch für Großserien eignen.Für die Automobilindustrie wurde bereits ein neuartiges, vollautomatisches Herstellungsverfahren entwickelt, bei dem eine Flechtmaschine aus dem Textilbereich mit einer Pultrusionsanlage kombiniert wurde. Die Flechtmaschine bringt die trockenen Carbonfasern in die richtige Form, die Pultrusionsmaschine ummantelt sie mit Harz. Die Kombinationsanlage fertigt die Bauteile kontinuierlich.   
Für die Luftfahrindustrie entwickelt die Fraunhofer Projektgruppe unter anderem ein vollautomatisches Fertigungsverfahren für große CFK-Bauteile, gemeinsam mit den Firmen Premium Aerotec und Eurocopter. Kern der Technologie ist ein Roboter mit einem Legekopf: Er greift die mit Harz ummantelten Carbonfasern und legt sie auf dem Werkzeug ab. Hier werden die Fasern dann ausgehärtet.  Das automatisierte Verfahren eignet sich für Großserien und liefert gute und gleichbleibende Qualität  Die Bauteile, die er herstellt, werden bei Airbus geprüft. Das Projekt wird vom BMWI im Rahmen von Luftfahrtforschungsprogrammen gefördert, das Projektvolumen beträgt weit über eine Million Euro.

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