Audi-Leichtbau – Der Alu-Stahl-Kunststoff-Mix

Audi hat vor Jahren mit Aluminium-Karosserien eine Führungsrolle im Automobilleichtbau übernommen. Die „Audi Space Frame“ (ASF) genannte Bauweise senkt bei den Modellen A8, R8 und TT das Karosseriegewicht um bis zu 40 Prozent gegenüber einer herkömmlichen Stahlkonstruktion.

Im Audi Leichtbauzentrum (ALZ) in Neckarsulm, wo rund 180 Mitarbeiter arbeiten, ist jetzt eine Entwicklung gestartet worden, die  zu einer „Multimaterial Space Frame“ (MSF) bezeichneten Bauweise führen soll. Bei dieser Art des Materialmix werden Komponenten aus Aluminium, Stahl und faserverstärkten Kunststoffen miteinander kombiniert.

Derzeit wird geforscht, wie bei einzelnen Bauteilen, Metall und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) miteinander kombiniert werden muss, um die jeweils besten Eigenschaften zu erzielen – etwa bei Konstruktionsverstärkung, Crash- und Korrosionsverhalten. Audi präsentierte dieser Tage als Vorentwicklungsprojekt einen Schweller aus Aluminium – dessen Profil gezielt mit CFK verstärkt wurde. Damit sollen sich beispielsweise die Festigkeit und auch das Deformationsverhalten im Crash-Fall verbessern. Zugleich verringert sich das Gewicht, weil das vergleichsweise schwerere Aluminium teilweise durch das leichtere CFK ersetzt wird.

Schwerpunkt der Entwicklung ist unter anderem die Verbindung beider Werkstoffe, die form-, kraft- oder stoffschlüssig vorgenommen werden kann – also etwa durch vernieten, verklemmen oder verschweißen/verkleben. Das Kunstharz, das auch bei der Herstellung des CFK-Bauteils erforderlich ist, soll als technischer Klebstoff, also als verbindendes Medium genutzt werden. Derzeit untersucht Audi, ob sich die Herstellung des CFK-Bauteils im Fügeprozess des RTM-Ablaufs (RTM: Resin Transfer Moulding) innerhalb des  halbfertigen Aluminiumprofils realisieren lässt. Denn das RTM-Verfahren eignet sich für große Stückzahlen.