Mit Leichtbau neue Potenziale erschließen

Forschung und Entwicklung bei Volkswagen setzen bei der Automobilherstellung verstärkt auf neuartige Werkstoffe und Bauweisen. Insbesondere der Leichtbautechnik messen die Konzernexperten eine entscheidende Bedeutung für zukünftige Fahrzeugkonzepte bei.
Das Automobil der Zukunft muss nicht nur zahlreichen gesetzgeberischen Rahmenbedingungen genügen, sondern auch die wachsenden gesellschaftlichen Erwartungen in Hinblick auf Energieeffizienz, Kraftstoffverbrauch, Klimaschutz, Sicherheit und Komfort erfüllen. Eine besondere technologische Herausforderung ist dabei die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2- Emissionen.

Volkswagen hat mit seinen bisherigen Arbeiten zu Niedrigverbrauch- Fahrzeugen wie etwa dem 1999 in den Markt gebrachten Drei-Liter-Lupo seine Kompetenz auf dem Gebiet fortschrittlicher Antriebs- und Fahrzeugtechnologien bewiesen. Mit dem Ein-Liter-Auto ging Volkswagen im April 2002 noch einen Schritt weiter und konnte zeigen, wie durch den Einsatz innovativer Werkstoffe wie Aluminium, Magnesium oder kohlefaserverstärkter Kunststoffe (CFK) in Verbindung mit neuen Bauweisen das Fahrzeuggewicht deutlich gesenkt werden kann.

Mit neuen Werkstoffen allein lässt sich eine Gewichtsreduzierung zu akzeptablen Kostenbedingungen nicht verwirklichen. Im konzeptionellen Leichtbau setzt Volkswagen daher auf eine intelligente Kombination von Bauweisen, Werkstoffauswahl und Herstellungsverfahren. Im Konzern stehen unterschiedliche Technologien wie der Einsatz formgehärteter Bleche, das Fügen von nichtrostenden Stählen und Leichtmetallguss zur Verfügung, außerdem innovative Werkstoffe wie Hochleistungskunststoffe oder Aluminium- bzw. Magnesium-Legierungen.

Die Erfahrungen aus Karosserieleichtbau und Fügetechniken fließen auch in aktuelle Entwicklungsprojekte ein, um diese Technologien kostengünstig in Serienanwendungen umzusetzen. Beispiele hierfür finden sich im neuen Golf: Hier wird ein Getriebegehäuse aus Magnesium eingesetzt, das rund 25 Prozent weniger wiegt als die ebenfalls schon leichte Aluminium-Ausführung. Am Einsatz von Magnesium-Legierungen im Motorblock wird im Konzern bereits intensiv gearbeitet. Und auch Stahl, der Klassiker im Fahrzeugbau, lässt sich in Leichtbaukonzepte integrieren. So wurden höchstfeste, warmumgeformte Stahlgüten bei der B-Säule des neuen Golf verwendet. Dazu wurden Verbindungstechniken wie das Laserschweißen konzeptbedingt weiterentwickelt.

Reibung und Verschleiß verursachen zusätzliche Kosten durch erhöhten Energieaufwand und Kraftstoffverbrauch, durch Instandhaltung, Ersatzteile und Ausfallzeiten. Umweltschonende Systemlösungen mittels ausgewählter „tribologische Schichten“ ermöglichen eine Reduzierung von Reibung und Verschleiß, senken den Kraftstoffverbrauch und verlängern die Lebensdauer von Bauteilen. Dabei werden für hochbelastete mechanische Bauteile hauchdünne diamant-ähnliche Kohlenstoffschichten (diamond-like carbon, DLC) eingesetzt um Verschleißbeanspruchungen auch unter schwierigen Schmierungsverhältnissen sicherzustellen. Die Entwicklung moderner Hochdruckeinspritzsysteme im Automobilbau wie etwa des Turbo-Dieselmotors mit Pumpe-Düse-Technologie ist durch diese Art der Beschichtungen erst ermöglicht worden.

Besonderes Augenmerk legen die Entwickler bei Volkswagen auf Wirtschaftlichkeit und vielseitige Anwendbarkeit neuartiger Verfahren. Denn die Akzeptanz neuer Werkstoffe hängt insbesondere von der Verfügbarkeit kostengünstiger und prozesssicherer Fertigungstechnologien ab. Diese müssen nicht nur den Raum- und Sicherheitsvorgaben moderner Fahrzeugkarosserien entsprechen, sondern auch ökologischen Forderungen wie Energieeffizienz und Recyclingfähigkeit genügen.

Volkswagen wird künftig noch differenzierter individuelle Kundenanforderungen erfüllen: Die Roadster-Studie „concept R“ zeigt die Richtung. Und Nischenfahrzeuge und Derivate werden verstärkt von modernen Bauweisen mit Leichtbaumaterialien profitieren.