In der Serie „Köpfe der Leichtbauwelt“ geben wir dem Leichtbau ein Gesicht und stellen in loser Folge Menschen vor, die an Schlüsselpositionen in unterschiedlichen Branchen und Funktionen im Leichtbau tätig sind.
Für Prof. Dr. Bernd Mayer macht gelebter Teamspirit den Leichtbau erfolgreich. Vielleicht auch deshalb interessiert den Chemiker besonders das Zusammenspiel unterschiedlicher Werkstoffe, Technologien und Disziplinen. Prof. Mayer beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Werkstoffen, Klebtechnik und Fügeverfahren und damit mit Themen, die für Multimaterial- und Leichtbaukonzepte eine zentrale Rolle spielen. Heute ist er Geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IFAM und Vorsitzender des Fraunhofer-Verbunds Werkstoffe, Bauteile – Materials. Ihn treibt dabei vor allem die Frage um, wie sich technische Leistungsfähigkeit, Ressourceneffizienz und Kreislauffähigkeit sinnvoll miteinander verbinden lassen.
Bild oben: Prof. Dr. Bernd Mayer, geschäftsführender Institutsleiter Fraunhofer IFAM, Vorsitzender des Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile – Materials, Mitglied des Fraunhofer Präsidiums (Quelle: Fraunhofer IFAM)
Leichtbauwelt: Welche Bedeutung hat „Leichtbau“ für Sie persönlich – und wie sind Sie zu diesem Thema gekommen?
Prof. Mayer: Mich fasziniert bis heute, dass Leichtbau weit mehr ist als Gewichtsreduktion: Er verbindet technologische Innovation und innovative Materialien mit konkreten Beiträgen zu Ressourceneffizienz, Energieeinsparung und Wettbewerbsfähigkeit. Der Leichtbau begleitet mich insofern seit vielen Jahren, weil er exemplarisch zeigt, wie Werkstoffentwicklung, Konstruktion, Fertigung und Nachhaltigkeit zusammenwirken müssen.
Leichtbauwelt: Was verstehen Sie unter Leichtbau? Und welches Missverständnis über Leichtbau begegnet Ihnen besonders häufig?
Prof. Mayer: Ein häufiges Missverständnis besteht darin, Leichtbau ausschließlich mit Gewichtsreduktion gleichzusetzen. Heute, in Zeiten der Ressourcenknappheit, geht es zunehmend um Ressourceneffizienz und Systemoptimierung.
Für mich bedeutet Leichtbau, eine geforderte Funktion mit möglichst geringem Material- und Ressourceneinsatz bereitzustellen. Dabei geht es nicht darum, Bauteile um jeden Preis leichter zu machen. Leichtbau ist dann erfolgreich, wenn Gewicht, Kosten, Nachhaltigkeit, Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit gemeinsam optimiert werden.
Leichtbau ist für mich persönlich … Die größte Herausforderung im Leichtbau ist derzeit … In den kommenden fünf Jahren wird Leichtbau … Mit dieser Person oder zu diesem Fachgebiet würde ich gern diskutieren …
~ … die Fähigkeit, mit weniger Ressourcen mehr Wirkung zu erzielen. Deshalb verbindet Leichtbau auf einzigartige Weise technologische Innovation mit Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit.
~ … technologische, ökologische und wirtschaftliche Anforderungen gleichzeitig zu optimieren. Die beste Lösung ist selten die technisch anspruchsvollste, sondern diejenige mit dem größten Gesamtnutzen
~ … noch stärker zu einem Schlüssel für nachhaltige und resiliente Wertschöpfung werden.
~ … mit Leonardo da Vinci. Mich würde interessieren, wie er die heutigen Möglichkeiten von Werkstoffentwicklung, Digitalisierung und Simulation nutzen würde. Sein interdisziplinäres Denken und sein Blick auf die Natur als Vorbild für technische Lösungen sind bis heute inspirierend.
Und in Bezug auf das Fachgebiet würde ich gerne mit Menschen das Gespräch suchen, die unterschiedliche Disziplinen, Branchen und Kompetenzen zusammenbringen. Die Zukunft des Leichtbaus entscheidet sich nicht in einzelnen Fachgebieten, sondern in ihrer intelligenten Vernetzung. Exakt dafür stehen Initiativen wie der Fraunhofer-Verbund Materials.
Leichtbauwelt: Wo entfaltet Leichtbau aus Ihrer Sicht heute den größten Nutzen? Welche Branchen oder Anwendungsfelder treiben deshalb die Entwicklung besonders stark voran?
Prof. Mayer: Besonders sichtbar wird der Nutzen dort, wo bewegte Massen reduziert werden können, etwa in der Luftfahrt, im Automobilbau oder bei Schienenfahrzeugen. Gleichzeitig wächst die Bedeutung im Maschinenbau, in der Energie- und Umwelttechnik sowie bei Infrastrukturprojekten.
Spannend ist, dass Leichtbau heute zunehmend auch in Branchen an Bedeutung gewinnt, die früher nicht als klassische Leichtbauanwender galten. Dort stehen Produktivität, Energieeffizienz und die bereits erwähnte Ressourcenschonung nun im Vordergrund.
Leichtbauwelt: Wann ist Leichtbau eigentlich sinnvoll – und wann ist er überflüssig oder möglicherweise sogar kontraproduktiv?
Prof. Mayer: Leichtbau ist dann sinnvoll, wenn er einen messbaren Mehrwert schafft, beispielsweise durch geringeren Energieverbrauch, reduzierte Materialkosten oder bessere Funktionalität. Kontraproduktiv wird Leichtbau dort, wo Gewichtseinsparung zum Selbstzweck wird und wichtige Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Lebensdauer & Wartungsfreudigkeit, Kreislauffähigkeit oder Robustheit vernachlässigt werden.
Gute Leichtbaulösungen sollten immer den gesamten Lebenszyklus betrachten.
Leichtbauwelt: Was sind heute die größten Hemmnisse für erfolgreichen Leichtbau?
Prof. Mayer: Das größte Hemmnis ist aus meiner Sicht weniger ein einzelner Faktor als die Komplexität des Gesamtsystems. Leichtbau erfordert die Zusammenarbeit vieler Disziplinen und Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Leichtbau scheitert heute selten an fehlenden Einzeltechnologien. Die eigentliche Herausforderung besteht darin, die richtigen Kompetenzen zum richtigen Zeitpunkt zusammenzubringen.
Genau darin liegt eine wichtige Rolle von Forschungseinrichtungen wie Fraunhofer: Wir verbinden Werkstoffe, Fertigungsverfahren, Digitalisierung, Nachhaltigkeit und industrielle Anforderungen zu ganzheitlichen Lösungen. Erfolgreicher Leichtbau ist immer Teamarbeit und letztlich eine Frage guter Orchestrierung.
Leichtbauwelt: Wo funktioniert aus Ihrer Sicht diese Zusammenarbeit über Werkstoff-, Branchen- und Disziplingrenzen hinweg bereits gut – und wo noch nicht?
Prof. Mayer: Die wirklichen Innovationen entstehen selten innerhalb eines einzelnen Werkstoffs oder einer einzelnen Disziplin, sondern an den Übergängen zwischen ihnen. Leichtbau ist definitiv ein Mannschaftssport!
Sehr gut funktioniert die Zusammenarbeit dort, wo Partner frühzeitig gemeinsam an Systemlösungen arbeiten. Das sehen wir beispielsweise in zahlreichen Projekten des Fraunhofer-Verbunds Materials sowie im Fraunhofer-Forschungsfeld Leichtbau, in denen Kompetenzen aus Werkstoffentwicklung, Konstruktion, Fertigung, Fügetechnik, Digitalisierung und Nachhaltigkeitsbewertung zusammengeführt werden.
Institute wie das Fraunhofer IFAM tragen dazu bei, diese Kompetenzen zu vernetzen. Gerade bei hybriden Werkstoffsystemen, modernen Fügetechnologien oder Leichtbaulösungen für den Maschinen- und Fahrzeugbau zeigt sich, dass die größten Innovationspotenziale an den Schnittstellen entstehen.
Verbesserungspotenzial besteht dort, wo Disziplinen noch nebeneinander statt miteinander arbeiten. Werkstoffentwickler, Konstrukteure, Produktionstechniker, Digitalexperten und Recyclingfachleute sollten deutlich früher gemeinsam an Lösungen arbeiten.
„Leichtbau ist definitiv ein Mannschaftssport!“
Prof. Dr. Bernd Mayer, Fraunhofer IFAM
Leichtbauwelt: In Forschung und Entwicklung entstehen bereits viele gute Ansätze. Diese erreichen aber häufig nicht die breite industrielle Anwendung. Was fehlt aus Ihrer Sicht für einen besseren Transfer?
Prof. Mayer: Nicht das Wissen, sondern die Brücke zwischen technischer Machbarkeit und industrieller Umsetzung fehlt häufig. Für einen erfolgreichen Transfer müssen Technologien frühzeitig unter realistischen industriellen Bedingungen validiert werden. Gleichzeitig braucht es Demonstratoren, Pilotanwendungen und verlässliche wirtschaftliche Perspektiven. Genau hier kommt anwendungsorientierter Forschung eine zentrale Rolle zu.
Leichtbauwelt: Wenn Sie Menschen, Unternehmen oder Forschungsgruppen im Leichtbau gezielter miteinander verbinden könnten: Wer müsste aus Ihrer Sicht viel häufiger miteinander sprechen oder zusammenarbeiten?
Prof. Mayer: Zu oft diskutieren wir über Werkstoffe, Technologien oder Recycling getrennt von Wirtschaftlichkeit. Entscheidend ist jedoch, diese Perspektiven zusammenzubringen. Wie gesagt: Die beste Leichtbaulösung ist diejenige, die über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg einen echten Mehrwert schafft.
Leichtbauwelt: Welche Entwicklungen werden den Leichtbau in den kommenden zwei bis drei Jahren besonders prägen – technologisch, wirtschaftlich oder politisch?
Prof. Mayer: Ich sehe vier große Trends:
- Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz,
- Digitalisierung und KI-gestützte Entwicklung,
- Multimaterial-Systeme sowie
- resiliente und nachhaltige Wertschöpfungsketten.
Leichtbau wird künftig stärker datengetrieben, nachhaltiger und systemischer gedacht werden als heute. Die Optimierung einzelner Bauteile tritt zunehmend hinter die Entwicklung ganzheitlicher Produkt- und Produktionssysteme zurück.
Ein gutes Beispiel dafür sind Initiativen wie FutureCarProduction. Dort werden Leichtbau, Kreislaufwirtschaft, Digitalisierung und neue Produktionskonzepte von Beginn an gemeinsam betrachtet. Solche Ansätze zeigen, dass die Zukunft nicht in isolierten Einzeltechnologien liegt, sondern im intelligenten Zusammenspiel verschiedener Werkstoffe, Fertigungsverfahren und Wertschöpfungsstufen.
Leichtbauwelt: Der aktuelle Anspruch an den Leichtbau geht über das reine „Gewicht reduzieren“ hinaus. Hat das die Bewertung und Entwicklung von Leichtbaulösungen verändert?
Prof. Mayer: Ja, deutlich. Früher stand oft die Gewichtsreduktion im Vordergrund. Heute wird Leichtbau zunehmend daran gemessen, welchen Beitrag er zu Ressourceneffizienz, CO₂-Reduktion, Kreislaufwirtschaft und Versorgungssicherheit leisten kann. Dadurch ist die Bewertung ganzheitlicher geworden. Es zählt definitiv der gesamte Lebenszyklus – nicht nur das eine gewichtsoptimierte Bauteil.
Leichtbauwelt: Wenden wir uns Ihrem Kerngebiet zu: Die Klebtechnik ermöglicht viele Multimaterial-Konstruktionen, steht aber scheinbar im Konflikt mit Demontage und Kreislaufführung. Welche Konstruktionsprinzipien oder Technologien können diesen Zielkonflikt zwischen dauerhaftem Fügen und späterem Trennen lösen?
Prof. Mayer: Vielen Dank für diese wichtige Frage! Die Lösung liegt aus meiner Sicht nicht darin, auf leistungsfähige Fügetechnologien zu verzichten, sondern sie kreislaufgerecht weiterzuentwickeln.
Dazu gehören beispielsweise Design-for-Disassembly-Ansätze, reversible Klebstoffsysteme sowie Technologien für ein gezieltes und schadfreies Trennen von Verbindungen am Ende der Nutzungsphase. So können dauerhafte Funktion und spätere Kreislaufführung miteinander vereinbart werden. Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer IFAM arbeiten bereits intensiv an solchen Lösungen.
Projekte zu Debonding-on-Demand-Technologien zeigen, dass sich leistungsfähige Klebverbindungen und Kreislaufwirtschaft nicht ausschließen müssen. Vielmehr entwickelt sich die Klebtechnik zunehmend vom vermeintlichen Hindernis zum Enabler einer nachhaltigen Kreislaufführung.
Entscheidend wird sein, Kreislauffähigkeit nicht erst am Ende des Produktlebenszyklus mitzudenken, sondern bereits bei der Konstruktion und Werkstoffauswahl zu berücksichtigen.
Leichtbauwelt: Bei sicherheitskritischen Anwendungen scheitern neue Fügetechnologien häufig nicht an ihrer grundsätzlichen Funktion, sondern am Nachweis von Langzeitverhalten und Zuverlässigkeit. Welche Daten und Prüfstrategien sollten Entwickler deshalb schon zu Projektbeginn einplanen?
Prof. Mayer: Entscheidend sind belastbare Daten zum Langzeitverhalten unter realen Einsatzbedingungen. Dazu gehören Alterung, Umwelteinflüsse, Ermüdung, Belastungskollektive und mögliche Schädigungsmechanismen. Wichtig ist vor allem, diese Fragestellungen nicht erst am Ende eines Projekts zu betrachten, sondern bereits bei der Entwicklung der Prüfstrategie mitzudenken.
Leichtbauwelt: Im Fraunhofer-Verbund Materials bündeln zahlreiche Institute unterschiedliche Fachkompetenzen. Wo könnte eine stärker vernetzte Materialforschung Entwicklungszeiten für die Industrie tatsächlich verkürzen – und verhindern institutionelle oder fachliche Grenzen gemeinsame Lösungen? Wie ordnen Sie in diesem Zusammenhang die Übernahme der Geschäftsstelle Leichtbau zum September 2026 durch die BAM ein?
Prof. Mayer: Die Herausforderungen im Leichtbau werden immer komplexer. Kein Institut und keine Organisation kann sie allein lösen. Gerade deshalb ist erfolgreicher Leichtbau Mannschaftssport.
Der Fraunhofer-Verbund Materials bringt Kompetenzen entlang der gesamten Innovationskette zusammen, von Werkstoffen über Fertigungstechnologien bis zur Digitalisierung und Nachhaltigkeitsbewertung. Eine noch engere Vernetzung der Materialforschung bietet die Chance, Entwicklungszeiten deutlich zu verkürzen und schneller zu industriellen Lösungen zu gelangen.
Gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen reicht es heute nicht mehr aus, neue Leichtbaukonzepte zu entwickeln. Sie müssen auch hinsichtlich ihres Langzeitverhaltens, ihrer Zuverlässigkeit und ihrer Sicherheit belastbar nachgewiesen werden. Hier bringt die BAM wichtige Kompetenzen ein, die die anwendungsorientierte Forschung sinnvoll ergänzen.
Die Übernahme der Geschäftsstelle sehe ich daher als Chance, Kompetenzen aus Materialentwicklung, Charakterisierung, Prüfung, Digitalisierung und industrieller Anwendung noch enger zusammenzuführen. Erfolgreicher Leichtbau entsteht nicht durch Einzelakteure, sondern durch starke Netzwerke.
Persönlicher Kontakt zu Prof. Dr. Bernd Mayer
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