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Themenpark Leichtbau

Leichtbau-Zulieferer bieten weit mehr als Gewichtseinsparung

| Redakteur: Josef-Martin Kraus

Im Rahmen der Hannover-Messe 2010 werden die Besucher in jeder der vier Ausstellungshallen der Zuliefermesse Industrial Supply mit dem Thema Leichtbau konfrontiert. Ganz besonders auf der Solutions Area in Halle 6. Mitten im Themenpark Leichtbau machen Großexponate von Zulieferern in den Branchen Fahrzeug- und Schiffsbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinen- und Anlagenbau, Energieerzeugung und Bauwesen die Messebesucher neugierig.

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Setzt sich ein Leichtbau-Konzept durch, liegen die Gründe nicht nur in der Gewichtseinsparung. Ausschlaggebend ist der technische und wirtschaftliche Nutzen für das Gesamtprodukt. Bild: Deutsche Messe AG
Setzt sich ein Leichtbau-Konzept durch, liegen die Gründe nicht nur in der Gewichtseinsparung. Ausschlaggebend ist der technische und wirtschaftliche Nutzen für das Gesamtprodukt. Bild: Deutsche Messe AG
( Archiv: Vogel Business Media )

So präsentiert der Aussteller Silent Future Tec dort eine Klein-Windkraftanlage für 4,2 kW elektrische Leistung. Daneben glänzt der Rennwegen Apollo im Schweinwerferlicht: der aktuelle Geschwindigkeitsrekordhalter der Nürburgring-Nordschleife. Sandwichelemente des Ausstellers Metawell sorgen dabei für die nötige Gewichtseinsparung. Diese Leichtbauteile aus gewelltem Kern und Deckblechen bestehen komplett aus Aluminium. Im Vergleich zu massiven Aluminiumblechen gleicher Steifigkeit kann damit das Gewicht auf etwa ein Drittel reduziert werden.

Leichtbau muss rationelle Konstruktion und Fertigung erlauben

Leichtbau erfordert jedoch mehr als Gewichtseinsparung. Er muss eine rationelle Konstruktion und Fertigung ermöglichen. Zudem wird vom Leichtbau die Fähigkeit zur Leistungssteigerung verlangt. So geht es im Maschinen- und Anlagenbau weniger um Gewichtseinsparung; vielmehr steht dort die Dynamik bewegter Maschinenteile im Vordergrund.

Um sie zu steigern, wird sogar der Hightech-Werkstoff CFK verbaut. Hergestellt aus Kohlenstofffasern und Epoxidharz ist dieser Verbundwerkstoff nicht nur um gut ein Drittel leichter als Aluminium und höchstens halb so schwer wie Stahl. Bei 60% Faseranteil hält CFK in Faserrichtung auch einer spezifischen Kraft von 1500 bis 2000 N/mm2 stand. Das macht dieses Composite zu einem prädestinierten Werkstoff für Leichtbaukonstruktionen.

CFK-Werkstoff rechnet sich trotz höherer Kosten

Allerdings sind die Werkstoff- und Herstellungskosten hoch. Allein auf die Bauteilherstellung sind im Jahr 2007 in der Luftfahrttechnik noch 44% der Gesamtkosten entfallen. Dennoch rechnet sich dieser Werkstoff, sofern dessen Nutzen für das Gesamtprodukt die erhöhten Kosten übersteigt.

Das ist zum Beispiel bei Textilmaschinen der Fall. Deren Produktivitätssteigerung basiert auf Leichtbauteilen aus CFK. Aus dieser Entwicklung haben insbesondere deutsche Maschinenbauer der Textilindustrie Kapital geschlagen. Sie lernten rasch, die Vorteile dieses Faser-Verbundwerkstoffs zur Festigung der Marktführerschaft weltweit zu nutzen. Inzwischen ist auch in der Luftfahrttechnik ein Werkstoffwechsel in Gang gekommen.

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