Karosseriewerkstoffe: Der Mix macht’s

Der wilde Wahn abzuspecken hat einen guten Grund. Es geht um jedes Gramm, denn mehr Gewicht heißt mehr Verbrauch und weniger Fahrdynamik. Den Aufwand, den BMW betreibt, um beim i3 und i8 den Effekt der schweren Akkupakete abzutrainieren, ist gigantisch und muss erst einmal bezahlt werden. Doch die Münchener haben Gründe für diesen Einsatz. Werksleiter Dr. Pohlmann: „Die Kohlefaser ist 30 Prozent leichter als Alu und 50 Prozent leichter als Stahl. Normal gibt es Fäden mit 3.000 bis 6.000 Fasern. Bei uns sind es 50.000, und wir arbeiten mit Gelegen statt Webstrukturen.“ Dadurch sollen die i-Modelle leicht und hochfest sein.

Karbon hat auch Nachteile

Doch Karbon hat auch Nachteile. Nach wie vor sind Karosserieteile aus dem schwarzen Glücksfaden um ein Vielfaches teurer als Stahl oder Aluminium. Zudem bringen die Karosseriemodule wie bei einem BMW i3 große Mengen Verschnitt, der sich nur teuer recyceln lässt. Für große Fahrzeugvolumina ist Karbon undenkbar; für günstigere Fahrzeugsegmente sowieso.

Mit einem Anteil von über 50 Prozent ist Stahl immer noch der mit Abstand wichtigste Werkstoff für die Automobilindustrie. Allerdings hat sich auch der traditionelle Werkstoff in den letzten Jahren verändert. Durch Zugabe von Metallen wie Mangan, Nickel und Chrom haben Stahlhersteller auf die immer anspruchsvolleren Anforderungen der Autobauer abgestimmt.

Forscher am Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) experimentieren zurzeit mit einer Mangan-Silizium-Aluminium-Legierung, die das Dehnungsvermögen deutlich verbessert. Hier macht man sich kleine Fehlern im Kristall zunutze – die sogenannten Stapelfehlern, erläutert MPIE-Werkstoffforscher Georg Frommeyer.

Als Leichtbaumaterial für die Autos von morgen bringen die Düsseldorfer Werkstoffforscher auch ihren „Triplex-Stahl“ ins Spiel. Dafür haben sie dem eisenhaltigen Autobaustoff Nanopartikel aus Kohlenstoffverbindungen beigefügt. Das Produkt ist bis zu zehn Prozent leichter als aktuelle Leichtbaustähle - gleichzeitig deutlich härter und dehnbarer als diese.

Doch wer nach dem geringstmöglichen spezifischen Gewicht sucht, wird woanders fündig: „Dabei bietet sich vor allem Magnesium an“, sagt Porsche-Mann Lorenz Heinisch. Das Leichtmetall wiegt bei gleicher Größe viermal weniger als Stahl und fast halb so viel wie Aluminium. Sein Einsatz im Automobilbau ist allerdings nichts Neues: Vor allem Sport- und Rennwagen trugen schon vor über einem halben Jahrhundert leichte Magnesium-Karosserien.

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