CFK Windlauf aus Carbonfasern spart 40 % Gewicht

Redakteur: Juliana Pfeiffer

Eine Windlauf-Komponente im Fahrzeug besteht bisher aus Stahl. Die SGL Group hat hierfür Carbonfaserprofile entwickelt, die nun für eine Gewichtseinsparung von 40 % und zusätzliche Freiräume für Kabelkanäle und Sensoren sorgen.

Firmen zum Thema

Die Profile werden auf Basis der 50k-Carbonfaser gefertigt und anschließend zu einem skelettartigen Kunststoffbauteil weiterverarbeitet.
Die Profile werden auf Basis der 50k-Carbonfaser gefertigt und anschließend zu einem skelettartigen Kunststoffbauteil weiterverarbeitet.
(Bild: SGL Carbon)

Der Windlauf in einem Fahrzeug verbindet Windschutzscheibe und Dachrahmen und sorgt damit für Stabilität. Bisher wurde diese Komponente aus Stahl gefertigt. In Zusammenarbeit haben die SGL Carbon und die Koller Kunststofftechnik GmbH diese Komponente mit Carbonfaserprofilen ersetzt. Sie sollen nun serienmäßig als Windlauf in einem zukünftigen BMW Group-Modell eingesetzt werden.

Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind deutlich leichter als herkömmliche Materialien. Daher werden zunehmend Verbundwerkstoffe für die Komponentenentwicklung verwendet. Sie reduzieren das Gewicht von Fahrzeugen und sorgen so für geringere CO2-Emissionen.

Carbonfasern ermöglichen feste und ultraleichte Komponenten

SGL Carbon konstruiert und fertigt nicht nur Bauteile aus carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Das Unternehmen stellt auch die Faser selbst her. Gut 80 m lang ist die Versuchsanlage, die aus dem Grundstoff Polyacrylnitril mattschwarze Carbonfasern macht.

Die Carbonfasern im Verbund mit Spritzguss ersetzen die herkömmliche Stahlbauweise im Windlauf und sparen damit bis zu 40 % Gewicht ein.
Die Carbonfasern im Verbund mit Spritzguss ersetzen die herkömmliche Stahlbauweise im Windlauf und sparen damit bis zu 40 % Gewicht ein.
(Bild: SGL Carbon)

Dabei wird das Material Schritt für Schritt bei Temperaturen bis zu 1600° C in riesigen „Backöfen“ umgewandelt. Erst sind die Fasern weiß, dann goldbraun, schließlich schwarz. Die mit thermoplastischem Kunststoff vorimprägnierte 50k-Carbonfaserstränge gibt es in verschiedenen Abmessungen. Mit diesen Carbonfasern lassen sich steife, feste und ultraleichte Komponenten für anspruchsvolle Hightech-Anwendungen herstellen.

Buchtipp

Das Buch "Kunststoffe auswählen" bietet eine praktische Anleitung für die Materialauswahl in der industriellen Produktion. Im Fokus steht eine ganzheitliche Betrachtung aller Faktoren, die auf den Kunststoff einwirken und für die Auswahl entscheidend sind.

Mehr erfahren bei Vogel Fachbuch

Skelettartige Bauweise aus Carbonfaser

Die Besonderheit bei dieser Verbundbauweise ist, dass die Carbonfasern von den Spritzgussexperten bei Koller zu einem skelettartigen Kunststoffbauteil weiterverarbeitet werden. „An der Entwicklung von thermoplastischen Carbonfaserprofilen zum Einsatz im Spritzguss arbeiten wir bei der SGL Carbon schon länger. Aufgrund der vielen Vorteile und der wettbewerbsfähigen Kosten sehen wir für die Technologie noch viel Potenzial zum Einsatz in weiteren Automobilprojekten“, erklärt Sebastian Grasser, Leiter des Automotive-Segments im Geschäftsbereich Composites - Fibers & Materials bei SGL Carbon.

Carbonfaserverstärkte Kunststoffe punkten als ideale Werkstoffe für den Leichtbau im Automobil mit folgenden Eigenschaften:

  • Geringes Eigengewicht
  • Hohe Festigkeit und Steifigkeit
  • Ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit
  • Hohe chemische Beständigkeit
  • Korrosionsbeständigkeit

Als zukünftige Windlauf-Komponente sorgen die Carbonfaserprofile im BMW Group-Modell für die geforderte Steifigkeit und Crashsicherheit des Bauteils. Sie reduzieren das Gewicht um 40 % gegenüber der herkömmlichen Stahlbauweise und unterstützen damit die Fahrdynamik.

Die skelettartige Bauweise schafft zudem Freiräume für
Kabelkanäle und Sensoren.

(ID:47142363)