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Sprachen über den Leichtbau (von links): Prof. Martin Pfeiffer (Prodekan Fakultät für Technik), Valentin Hörtdörfer (Institut für Verbundstoffe, Kaiserslautern), Andre Stieglitz (ZF Friedrichshafen), Prof. Ingolf Müller (Hochschule Pforzheim) und Philipp Bauer (wissenschaftlicher Mitarbeiter der Hochschule). Frommer 

Leichter bauen und Sprit sparen: Veranstaltungsreihe beleuchtet neues Verfahren

Impulse für die Automobilindus-trie: Am Donnerstagabend lag der Fokus bei der Veranstaltungsreihe „Industrie trifft Hochschule“ (ITH) auf lastgerechtem Leichtbau bei Einsatz additiver Faserwickelverfahren sowie auf dem kontinuierlichen Strangziehverfahren (Pultrusion) in Kombination mit hochbelastbaren strukturellen Klebeverbindungen.

Die Veranstaltung bietet Praktikern und Wissenschaftlern regelmäßig Möglichkeiten zum Erfahrungsaustausch. Sie wird von der Hochschule Pforzheim und der Präzisionstechnik-Cluster-Initiative „Hochform“ (Wirtschaft und Stadtmarketing Pforzheim, WSP) ausgerichtet.

Nach kurzer Begrüßung durch Prodekan Martin Pfeiffer (Fakultät für Technik) übernahm Ingolf Müller (Labor für Leichtbau) die Gastgeberrolle. Zunächst gab er den mehr als 60 Zuhörern eine kompakte Einführung zum Leichtbau mit additiven Faserwickelverfahren. Die Notwendigkeit der Gewichtseinsparungen belegte er anhand des plakativen Vergleichs verschiedener Jahrgänge des VW Golf: Dieser wog im Modelljahr 1974 nur 750 Kilogramm, bereits 2008 lag sein Gewicht aber bei 1250 Kilogramm. Höhere Leistung, mehr Funktionen, bessere Ausstattung, Sicherheit und Komfort schlugen mit einer halben Tonne zusätzlicher Masse zu Buche.

Lastgerechter Leichtbau

„Durch Optimierung in der Fahrzeugstruktur und beim Fahrwerk“, so machte Ingolf Müller bei seinem Vortrag deutlich, sei die Umkehrung dieser Gewichtsspirale – auch und gerade durch lastgerechten Leichtbau mit dem robotergestützten 3D-Faserwickelverfahren – möglich. Diese Technik erlaubt die Herstellung geometrisch komplexer Strukturen aus GFK (glasfaserverstärktem Kunststoff) und CFK (carbonfaserverstärktem Kunststoff) – die Hochschule Pforzheim hält hierfür beispielsweise einen Sechs-Achs-Industrieroboter vor, der Faserwickeltechniken bei hoher Wiederholgenauigkeit, Designfreiheit und minimiertem Materialverschnitt erlaubt.

Drei Gastreferenten – Philipp Bauer (wissenschaftlicher Mitarbeiter der Hochschule Pforzheim), Valentin Hörtdörfer (Institut für Verbundstoffe, Kaiserslautern) und Andre Stieglitz (ZF Friedrichshafen AG, Osnabrück) – erläuterten anschließend verschiedene innovative Fertigungsverfahren für den automatisierten, kosten- und materialeffizienten Leichtbau. Zu den von ihnen aufgezeigten Beispielen zählten Hochleistungsschleifscheiben, Walzen für Papiermaschinen, Speichenräder für vielfältige Einsatzgebiete und Vierpunktlenker (aus dem Lkw-Bau).

Grenzen des Recyclings

Deutlich wurde hierbei auch, dass vom Kunden nicht selten der „am geringsten zu bezahlende Leichtbau“ nachgefragt wird und dass die Einsatzeffizienz innovativer Bauteile aus GFK oder CFK von der Betriebsdauer der jeweiligen Vehikel abhängt.

Verglichen wurden beispielsweise die Einsatzzeiten und die Treibstoffersparnis durch Gewichtsreduzierung von Pkws, Lkws, Bussen und Verkehrsflugzeugen (mit bis zu 20 Betriebsjahren). Die abschließende Diskussion ergab, dass Aluminium im Fahrwerksbereich nur aus nicht-recyceltem Primärrohstoff erlaubt ist und dass sich eine Wiederverwertung von Glasfasern unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten derzeit nicht lohnt. Der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen bringt, so Stieglitz, eine bessere CO2-Bilanz als die Verarbeitung von Aluminium und Stahl.