Autowelt
Detailaufnahme eines KFZ-Rahmens mit verbauten Carbonelementen.
Detailaufnahme eines KFZ-Rahmens mit verbauten Carbonelementen.
Carbon-Materialien und Verbundwerkstoffe immer häufiger in automobilen Serien
Detailaufnahme eines KFZ-Rahmens mit verbauten Carbonelementen.
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Carbon-Materialien und Verbundwerkstoffe immer häufiger in automobilen Serien

Fast alle große Marken setzen inzwischen auf Carbon. Durch die Elektroautos wird der Werkstoff aber noch zentraler als je zuvor.

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Der SGL Group kommt dabei zugute, dass das Unternehmen über Jahre auf den Aufbau der gesamten Wertschöpfungskette gesetzt hat. Auch bei der Carbonkeramik-Bremsscheibe war die langjährige Pionierarbeit der Schlüssel zum Erfolg. Der Einsatz von Anodenmaterial aus Spezialgraphit (ebenfalls ein Carbon-Material) in Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos dagegen steht erst noch am Anfang einer aussichtsreichen Zukunft.

Bis vor wenigen Jahren war der Einsatz von Carbonfaser- verstärktem Kunststoff (CFK) in der Automobilbranche noch weitgehend auf Designelemente beschränkt. CFK-Strukturbauteile kamen in der Folge zunächst nur in Sondermodellen und Luxus- Sportwagen mit geringen Stückzahlen zur Anwendung. Als Vorreiter beim Einsatz von Carbon in der automobilen Serienproduktion bringt BMW den Werkstoff nach dem BMW i3 und i8 mit dem neuen BMW 7er erstmals auch in der Oberklasse in Großserie. In diesem Projekt, dem zweitgrößten Carbonfaser-Serienprojekt in der Automobilbranche, kommen die Carbonfasern ebenfalls aus der gemeinsamen Produktion der SGL Group und der BMW Group in Moses Lake (Washington, USA), dem modernsten Carbonfaserwerk der Welt. Im Rahmen der innovativen Mischbauweise der Karosserie des neuen BMW 7ers, „Carbon Core“ genannt, bringt der Einsatz von CFK viele Vorteile: Neben der Gewichtsersparnis bewirkt das Material unter anderem auch eine Absenkung des Fahrzeugschwerpunkts, was die hohe Fahrdynamik weiter stärkt.

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Weitere automobile Serienprojekte mit Audi und Volvo

Doch nicht nur BMW treibt die Serienfertigung von Verbundwerkstoffen voran, auch andere Automobilhersteller nehmen CFK immer häufiger standardmäßig im Materialmix auf. Ein prominentes Kundenbeispiel der SGL Group ist Audi als Pionier für Leichtbau im VW-Konzern. Sowohl beim neuen Audi R8 als auch im Lamborghini Huracan bestehen die Rückwand und die B-Säule der Karosserie serienmäßig aus CFK. Im neuen Volvo XC90 wird serienmäßig eine Blattfeder aus Glasfaser-verstärktem Verbundwerkstoff eingesetzt. Das innovative Hinterachs-Konzept fungiert dabei auch als Plattform für die weiteren Modelle XC60, V90/60, S90/60. Auch im Mercedes Sprinter und VW Crafter werden Composite- Blattfedern eingesetzt.

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Rapider Anstieg der Nachfrage nach Carbonkeramik-Bremsscheiben

Eine etwas andere Erfolgsgeschichte der SGL Group im Automobilbereich ist die Carbonkeramik- Bremsscheibe, die gemeinsam mit dem renommierten italienischen Bremsenhersteller Brembo hergestellt und vertrieben wird. Nach vielen Jahren der Aufbauarbeit werden die Scheiben im Sportwagen- und Premium-Segment nun in immer mehr Modellen verschiedenster Hersteller serienmäßig sowie in vielen weiteren Modellen als Option angeboten. Neuere Beispiele für den serienmäßigen Einsatz sind der Porsche 911 Turbo S sowie ein neuer Auftrag für die Modelle Corvette und Camaro von General Motors. Darüber hinaus findet sich die Carbonkeramik- Bremsscheibe zunehmend auch in PS-starken Mittel- und Kompaktklasse-Modellen wie dem BMW M3 oder dem Audi RS4, sowie vereinzelt in Hybrid-Modellen wie dem VW XL1. Die Vorteile der extrem widerstandsfähigen Carbon- Keramik-Bremse aus carbonfaserverstärktem Siliciumcarbid im Vergleich zu vergleichbaren konventionellen Bremsscheiben sind eine deutlich bessere Bremswirkung (unter anderem kein Fading-Effekt bei häufigeren Bremsungen), eine vielfach längere Lebensdauer, und ein um 50% geringeres Gewicht.

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Graphitpulver schon heute in Batterien von Elektroautos

Die Weiterentwicklung von Li-Ionen-Batterien ist ein weiterer wichtiger Treiber für die Elektromobilität, da sie mit ihrer hohen Speicherdichte Energiemengen für größere Reichweiten bereitstellen können. Als Anodenmaterial für Lithium- Ionen-Batterien wird heute hochleitfähiger, reiner Graphit als Material der Wahl eingesetzt. Während des Ladevorgangs wird Lithium in das Graphitschichtgitter eingelagert, beim Entladen wandert das Lithium wieder aus dem Graphitwirtsgitter.

Die SGL Group engagiert sich seit Jahren gemeinsam mit namhaften Industriepartnern im „Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterien (KLiB)“, das im September 2014 eine Forschungsproduktionsanlage für die industrielle Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien in Ulm eingeweiht hat. Das Zentrum wird unter anderem vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Unabhängig davon wird das Graphitanodenmaterial der SGL Group bereits heute in Elektroautos eingesetzt. Marktstudien prognostizieren zudem bis 2019 ein durchschnittliches jährliches Wachstum bei Lithium-Ionen-Batterien von 14 Prozent.

 

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