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02.09.2011

03:42 Uhr

Spezialfasern

BMW und SGL setzen auf Karbon-Fasern

BMW und SGL haben 70 Millionen Euro in ein neues Werk gesteckt. Dort sollen Kohlenstofffasern für die Autoindustrie hergestellt werden. Für das geplante BMW-Elektroauto i3 bieten Karbon-Fasern gewichtige Vorteile.

Das BMW i3 braucht Karbonfasern. Reuters

Das BMW i3 braucht Karbonfasern.

Moses Lake BMW und der in Wiesbaden ansässige Karbon-Spezialist SGL haben am Donnerstag eine neue Fabrik zur Herstellung von Kohlenstofffasern in Moses Lake im US-Staat Washington eingeweiht. In dem Werk sollen Karbon-Fasern für die Autoindustrie hergestellt werden.

BMW und SGL haben 100 Millionen Dollar (70 Millionen Euro) in das Werk gesteckt, das bei hoher Nachfrage nach dem leichten und ultrastabilen Material zum größten seiner Art werden könnte.

BMW will die in Moses Lake hergestellten Kohlenstofffasern zur Verstärkung von Kunststoffteilen in seinem Elektroauto i3 einsetzen, das 2013 auf den Markt kommen soll.

Durch die Verwendung von Kohlenstofffasern würden die BMW-Fahrzeuge eine viertel Tonne weniger wiegen, als vergleichbare Elektroautos, sagte der BMW-Vorstandsvorsitzende Norbert Reithofer bei der Einweihung.

Karbon, schwarze Magie im Autobau?

Was ist Karbon?

Mit Karbon bezeichnet man in der Automobilherstellung Bauteile, die aus industriell hergestellten Fasern kohlenstoffhaltiger Ausgangsmaterialien stammen. Dabei ist die einzelne Faser zehnmal dünner als ein menschliches Haar. Karbonfasern haben dennoch eine hohe Zugfestigkeit. Um sie für den Einsatz im Fahrzeugbau zu veredeln, müssen die Stränge erst oxidiert und dann bei 1.500 Grad Celsius karbonisiert werden. Für den automobilen Einsatz werden sie anschließend mit Siliciumcarbid kombiniert. Aus den Fasern werden maschinell Gewebe geflochten, rund 500.000 Fasern können dabei pro Quadratzoll ineinander verflochten sein. Diese Gewebematten werden in mehreren Lagen übereinander zu Bauteilen z.B. im Autoklav-Verfahren bei ca. 150 Grad gebacken. Zur Anwendung kommt im Autobau auch verstärkt CFK, das ist kohlefaserverstärkter Kunststoff.

Was sind die Vorteile?

Karbon ist hochfest und sehr leicht. Im BMW M3 spart ein Karbondach fünf Kilo Gewicht an einer für den Fahrzeug-Schwerpunkt relevanten Stelle ein. Beim getunten Mini Cooper S bringt eine Karbon-Motohauben-Diät schon 20 Kilo. Karbon absorbiert außerdem z.B. bei einem Auffahrunfall als Bauteil extrem viel Energie, deswegen wird es bevorzugt im Rennsport eingesetzt. Das Material kann in fast jede beliebige Form gepresst bzw. gebacken werden und es rostet nicht. Bei künftigen Elektroautos ist es wichtig, die Karosserien leichter zu machen, da die Batterien sehr schwer sind.

Warum ist die Herstellung so teuer?

Ein Beispiel: McLaren und Mercedes haben extra für die Produktion des Kofferraumdeckels des SLR Roadsters ein Pressverfahren entwickelt, bei dem die Herstellung von Karbonteilen kaum noch länger dauert als die von Stahlelementen. Doch müssen andere Komponenten mit dem Skalpell ausgeschnitten und aus bis zu 20 Schichten modelliert werden, bevor sie im so genannten Autoklaven bei bis zu 150 Grad unter hohem Druck wie im Schnellkochtopf gebacken werden. Bis zu 20 Stunden für ein Bauteil sind dabei keine Seltenheit. Daher würde eine A-Klasse aus Karbon mindestens doppelt so viel kosten wie eine herkömmliche - und hätte trotzdem keine Chance auf eine Serienfertigung: Die erforderlichen Stückzahlen sind bislang in der Karbon-Fertigung einfach nicht möglich.

Nachteile im Fahrzeugbau

Karbon ist durch die aufwendige Herstellung sehr teuer. Ein Nachteil für den Einsatz im Straßenverkehr ist die Eigenschaft des Materials, bei einem Unfall unkontrolliert zu zersplittern. Die teils sehr scharfen Kanten können zu schweren Verletzungen bzw. Beschädigungen führen. Außerdem kann Karbon nicht einfach repariert werden, - etwa durch schweißen, spachteln, schrauben -, was in jedem Fall einen (teuren) Austausch eines beschädigten Bauteils nötig macht. Dazu kommt die noch ungelöste Frage des Recyclings.

Von

dapd

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