Letzte Woche sprach ich für Leichtbauwelt mit Peter Egger, derzeit noch Vorsitzender der AG Hybride Leichtbautechnologien des VDMA über die Entwicklung des Leichtbau in den drei Jahren seiner Amtszeit. Danach vertieften wir das Gespräch in eine interessante Richtung: Wie verhalten sich Hybrider Leichtbau und Nachhaltigkeit. Wie viel „grün“ steckt tatsächlich in den Leichtbaulösungen der Industrie? Und ist „Multimaterial“ die richtige Richtung – oder wäre „Bio“ besser? Ist letzteres überhaupt realistisch? Und wohin geht die Reise für den Leichtbau zukünftig?
Bild oben: Multimaterial-Verbunde im Hybriden Leichtbau können unter dem Gesichtspunkt Nachhaltigkeit eine große Herausforderung werden. (Quelle: Engel / iStock)
Leichtbauwelt: Der Leichtbau ist nicht nur Schlüsseltechnologie, sondern steht in direkter Verbindung mit dem Megatrend Nachhaltigkeit. Nachhaltiges Produktdesign bedeutet nicht nur Materialeffizienz, sondern auch eine gute Vorbereitung für das Recycling am Ende der Lebensdauer.
Peter Egger: Ja, gerade bei Mobilitätskonzepten sind Nachhaltigkeitsanforderungen von hoher Bedeutung. Die Materialtrennung und das Recycling nach der Produktnutzung müssen schon bei der Bauteilentwicklung berücksichtigt werden und wir sehen, dass dies immer stärker stattfindet.
Leichtbauwelt: Ist unter diesem Aspekt der Hybride Leichtbau tatsächlich der richtige Weg?
Peter Egger: Hybrid muss ja nicht bedeuten, dass Materialien unlösbar miteinander verbunden werden. Die Kombination von Thermoplasten und Metallen ist bereits gängige Praxis für die Recyclingindustrie, und an weiteren Materialkombinationen wird intensiv gearbeitet. Zunehmend ausgereifte Simulationsverfahren unter Einbezug verschiedener Werkstoffe öffnen hier neue Türen.
Unsere Arbeitsgemeinschaft hat mit Jahresbeginn einen Leitfaden zu Fertigungs- und Fügeverfahren im hybriden Leichtbau veröffentlicht, den wir nach einer ersten Aktualisierung weiter fortschreiben.
Auch befassen sich große Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowohl mit der Wiederverwendung von Produktionsabfällen und Bauteilen als auch mit Füge- sowie Trennverfahren. So hat die Plattform FOREL im Rahmen der Elektromobilität kürzlich einen Bericht zur stofflichen Verwertung von Leichtbaustrukturen in Faserkunststoffverbund-Hybridbauweise vorgelegt.
Leichtbauwelt: Wie verträgt sich der Nachhaltigkeitsgedanke mit typischen Leichtbauwerkstoffen wie GFK oder CFK? Wie nachhaltig ist „Carbon“?
Peter Egger: Neben den bisher bereits weitreichend genutzten Materialkombinationen ist der Faserverbundeinsatz nur eine weitere Facette des Leichtbau.
Das Recycling von Glasfasern ist derzeit nicht kostendeckend, eine thermische Verwertung aber unproblematisch. Carbonfasern lassen sich im Pyrolyseprozess zurückgewinnen.
Das Einbinden der Fasern in thermoplastische Matrizes vereinfacht den Recyclingaufwand im Vergleich zu Duroplasten. Es gibt vielversprechende Ansätze, die zurückgewonnenen C-Fasern beispielsweise als Vlies aufzubereiten und wiederzuverwenden.
Leichtbauwelt: Sind naturfaserverstärkte (Bio-)Kunststoffe eine Alternative? Und welche Vor- und Nachteile bergen diese Werkstoffvarianten zum Beispiel hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Verarbeitbarkeit?
Peter Egger: Naturfaserverstärkte Kunststoffe kommen unter anderem für Innenverkleidungen im Automobil zum Einsatz. Eine Alternative zu Verstärkungen mit Endlosfasern aus Carbon sind sie sicher nicht.
Ihre Vorteile liegen in der Recyclingfähigkeit, bei allerdings begrenzten Bauteileigenschaften. Die Weiterentwicklung von Biokunststoffen ist aber auch für die Verarbeitung mit Industriefasern von Bedeutung.
Leichtbauwelt: Weihnachten naht – was steht auf Ihrem Wunschzettel für die Welt des Leichtbau? Wo und wie müsste Leichtbau ansetzen, um sein volles Potenzial hinsichtlich der Ressourceneffizienz entfalten zu können?
Peter Egger: Die Mobilität – sowohl auf der Straße, auf der Schiene, per Schiff oder Flugzeug – ist prädestiniert für den Einsatz von Leichtbautechnologien. Wir können hier durch Werkstoffe viel erreichen. Ein noch größeres Potenzial eröffnet sich aber, wenn wir uns noch stärker interdisziplinär vernetzen und wirklich alle Aspekte berücksichtigen.
„In interdisziplinären Ansätzen und den Sekundäreffekten des Leichtbaus schlummert noch ein großes Potenzial.“
(Peter Egger, Engel Austria)
Neben den direkten Effekten durch die Gewichts- und Materialreduktion kommen Sekundäreffekte zum Beispiel durch den Einsatz kleinerer Antriebe, durch ein höheres Transportvolumen oder einen geringeren Verschleiß mechanisch bewegter Komponenten hinzu.
Wir wünschen uns, dass wir in Zukunft diese Zusammenhänge noch besser kennen lernen und ausnutzen. Und das nicht nur beim Thema Mobilität. Denn überall, wo Massen schnell und präzise bewegt werden, eröffnen eng vernetzte, interdisziplinäre Ansätze neue Chancen. Also auch im Maschinenbau zum Beispiel.
Eine Voraussetzung ist, dass das Know-how über die Werkstoffe und das Wechselspiel mit den weiteren Faktoren zunimmt. Hier müssen wir sowohl in den Unternehmen als auch in der Ausbildung ansetzen.
Leichtbauwelt: „Leichtbau ja, aber nur, wenn es nicht teurer wird.“Wann wird im Sinne der Nachhaltigkeit ein höherer Preis akzeptiert?
Peter Egger: Diese Frage lässt sich nicht allgemeingültig beantworten. Es gibt sehr große Unterschiede von Branche zu Branche und Kunde zu Kunde.
„Der Leichtbau muss sich unmittelbar auszahlen, zum Beispiel durch Kostenvorteile im Produktionsprozess oder durch Einsparungen dank Funktionsintegration.“
(Peter Egger, Engel Austria)
Gerade im Automobilbereich müssen derzeit viele Herausforderungen gleichzeitig angegangen werden. Neben der Elektromobilität, die den Leichtbau durchaus fördert, stehen Themen wie autonomes Fahren, Digitalisierung und die Beherrschung der Typenvielfalt mit hohem Investitionsbedarf auf der Agenda.
Der Leichtbau muss daher unmittelbar Vereinfachungen und Kostenvorteile im Produktionsprozess oder Einsparungen durch Funktionsintegration ergeben. Mehrpreise sind ansonsten nur schwer durchsetzbar.
Die Fertigung von Hybridkonstruktionen von B- oder A-Säule im Pkw ist ein Beispiel, das sich zunächst im Premiumsegment, dann aber auch umfassender durchsetzen wird.
Leichtbauwelt: Warum scheuen viele Unternehmen (noch) die Investition in Leichtbautechnologien? Sind die Einstiegshürden zu hoch? Fehlt das Vertrauen in Material und/oder Technik mangels Langzeittests?
Peter Egger: Nun, generell dauert es gerade in der Automobilindustrie lang, bis neue Technologien Einzug in die Serie finden. Die Gründe sind vielfältig.
Zum Teil mangelt es auch an zertifizierten Tests und Produktbeispielen am Markt. Vollständige Prozessketten sind eher noch auf Bauteile mit mittleren Stückzahlen individuell zugeschnitten und wenig modular aufgebaut.
Markt- und Fachkenntnisse müssen bei den Anwendern ebenfalls noch ausgebaut werden. Vor diesem Hintergrund verzögern sich Investitionsentscheidungen.
Aber Einzelanbieter, die sich frühzeitig Know-how aufgebaut haben, sind heute eindeutig im Vorteil und insbesondere für den chinesischen Automobilmarkt gut gerüstet.
⇒ Teil 1 des Interviews finden Sie hier. Zum dritten Teil hier klicken – als erstes Interview aus der Reihe „Köpfe der Leichtbauwelt„.
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Autor: Christine Koblmiller, Redakteurin, Gründerin, Fachjournalistin aus Leidenschaft
Mit dem Metamagazin Leichtbauwelt.de hat sie 2018 den Schritt in die Selbständigkeit gewagt und mit Leichtbauwelt ein neues Medienformat geschaffen, das sie zum Erfolg führen wird.
Christine Koblmiller ist seit 1995 Redakteurin für technische B2B-Fachzeitschriften. Für diese Fachmagazine der SVHFI (Süddeutscher Verlag Hüthig Fachinformation), der Fachinformations-Tochter des Süddeutschen Verlages, hat sie als eBusiness-Projektmanager Industrie den Online-Bereich maßgeblich mitgestaltet und schon im Jahr 2001 crossmediale Angebote eingeführt. Mehr über Christine Koblmiller unter Conkomm, auf Xing oder LinkedIn.
„Leichtbau fasziniert und begeistert Techniker. Ich bin überzeugt davon, dass der Markt für ein Angebot wie Leichtbauwelt.de reif ist.“
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