Materialmix macht Porsche 911 leichter und dynamischer

Weniger Stahl, mehr Verbundwerkstoffe

| Autor: Svenja Gelowicz

Mit insgesamt zehn Verfahren setzt Porsche die Karosserie des neuen 911 zusammen.
Mit insgesamt zehn Verfahren setzt Porsche die Karosserie des neuen 911 zusammen. (Bild: Porsche)

Viel Leichtbau im neuen 911er: Porsche hat das Gewicht des Karosserie-Rohbaus des Erfolgsmodells nach eigenen Angaben um sieben Prozent gegenüber dem Vorgängermodell gesenkt. Die Mischbauweise aus mehr Aluminium, weniger Stahl und neuen Verbundwerkstoffen mache den Sportwagen nicht nur leichter, sondern auch stabiler, steifer und sicherer, berichtet der Hersteller.

In der A-Säule sorgt erstmals eine Hybridkonstruktion aus Kunststoffen für den Insassenschutz bei Überschlägen. Diese Technik ersetzt die bisherige Rohrverstärkung aus hochfestem Stahl. Sie verringere das Gesamtgewicht um 2,7 Kilogramm und senke den Schwerpunkt ab. Beide Effekte wirken sich unmittelbar auf die Fahrdynamik aus, teilt Porsche mit.

Das Komposit-Bauteil besteht aus drei Komponenten: einem so genannten Organoblech, zusätzlichen Spritzguss-Rippen und einem Strukturschaum. Organobleche sind vorgefertigte, hochstabile Halbzeuge aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Für den Einsatz im 911 Cabriolet wird ein solches Blech in einem mehrstufigen Prozess zugeschnitten und umgeformt. Im gleichen Prozessschritt erhält es eine gerippte Auflage aus Kunststoff-Spritzguss.

Den Abschluss bildet eine zusätzliche Schicht aus Strukturschaum. Dieser bläht sich unter der Wärmeeinwirkung des Lackierprozesses auf und fixiert so die Verstärkung im A-Säulen-Querschnitt. Die A-Säule selbst besteht aus höherfesten und höchstfesten Blechbauteilen, beispielsweise aus Borstahl.

Charakteristisch für den weiterentwickelten Leichtbau der neuen 911-Generation ist der verstärkte Einsatz von Aluminium. Die Außenhaut besteht jetzt bis auf Bug- und Heckverkleidung vollständig aus dem Leichtmetall. Die Neukonstruktion der Türen aus Aluminiumblech reduziert das Rohbaugewicht. Viel Know-how des Porsche-eigenen Werkzeugbaus steckt zudem in der Seitenwand des Coupé: Aus Aluminium hergestellt, reduziert sich ihr Gesamtgewicht um rund zwölf Kilogramm. Die Herausforderung lag dabei in der Entwicklung der Werkzeuge und Verfahren, da Aluminium beim Ziehen leichter reißen kann als Stahlblech. Bei der Fertigung der 911-Coupé-Seitenwand werden rund 30 Zentimeter Ziehtiefe erreicht.

Leichtbau bei Porsche: Mehr Aluminium, weniger Gewicht (Grafik zum Vergrößern bitte klicken).
Leichtbau bei Porsche: Mehr Aluminium, weniger Gewicht (Grafik zum Vergrößern bitte klicken). (Bild: Screenshot/Porsche)

Leichtbau bei Porsche: weniger Produktionsschritte

Neben hochfesten Stählen kommen im Rohbau vermehrt Aluminium-Strangpressprofile zum Einsatz, etwa bei den vorderen und hinteren Längsträgern, den inneren und äußeren Schwellern sowie den Bodenversteifungen. Ihr Anteil stieg von drei auf 25 Prozent. Verstärkt setzt Porsche beim neuen 911 Aluminium-Druckgussbauteile ein, etwa bei der Federbeinaufnahme vorne, der Tunnelglocke hinten, den hinteren Längsträgern und den Pralldämpfer-Aufnahmen.

Auch komplizierte geometrische Komponenten lassen sich in einem einzigen Bauteil darstellen. Verstärkungen oder Schraubanschlüsse müssen nicht mehr einzeln hergestellt und verschweißt werden. Damit wird das Bauteil nicht nur leichter, es entfallen auch Produktionsschritte.

Ein Nachteil der Gussteile aus Aluminium war bisher die erforderliche Wärmebehandlung nach dem Gießen. Sie ist notwendig, um den Komponenten die gewünschten Materialeigenschaften zu verleihen, die beispielsweise für das Crash-Verhalten entscheidend sind. Bisher war ein gesonderter und damit energie- und zeitintensiver Herstellungsschritt für diese Wärmebehandlung üblich. Beim neuen 911 nutzt Porsche nun die Temperatur der Lackiervorgänge auch für die Endbehandlung der Gussteile.

Karosseriefertigung Porsche 911: Spezielle Verbundbauweise

Mit insgesamt zehn Verfahren wird die Karosserie eines neuen 911 zusammengesetzt. Neu ist beispielsweise das Reibschweißen mit Senkkopfbolzen, um Bauteile aus Aluminium und Stahl miteinander zu verbinden. Dabei wird der Stahlbolzen mit so hoher Drehzahl durch das Aluminium gedrückt, dass die Senkkopfbolzen durch die Reibung mit dem Stahlbauteil verschmelzen, wodurch eine besonders stabile Verbindung entsteht.

Die aus einem Multimaterialmix bestehende Karosserie des neuen 911 macht damit einen weiteren Schritt im Leichtbau und setzt die bereits mit dem Vorgängermodell begonnene Umkehr der Gewichtsspirale fort. Gleichzeitig sorgt das Karosseriekonzept für höhere Steifigkeit. Das 911 Coupé erreicht im Vergleich zum Vorgängermodell bessere Werte in Torsion und Biegung. Damit, sagt Porsche, bleibt der Neunelfer auch auf sportlich gefahrenen Passagen mit unterschiedlichen Belägen unbeirrt in der Spur.

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