Aluminium: Aufwendige Herstellung

Der neue Range Rover gibt die Richtung für schwergewichtige SUVs vor: Auch Audi verspricht, dass sein XXL-Geländewagen Q7, der 2014 herauskommt, mehr als 400 Kilogramm leichter wird. Der Ingolstädter Autohersteller, der sich zu den Pionieren in Sachen Leichtbau zählt, setzt auf Aluminium. Basis für den Q7 soll ein neuer Aluminium-Rahmen sein, der durch Kohlefaserteile und Glasfaserkunststoff verstärkt ist.

Der Haken an dem Leichtmetall: Aluminium ist bis zu fünf Mal so teuer wie Stahl, unter anderem, weil die Produktion rund zehn Mal so viel Energie verschlingt wie die von Stahlblechen. "Ob sich der höhere Energieeinsatz über den geringeren Benzinverbrauch rechnet, hängt von der Recyclingquote ab", sagt Nico Depner, Leichtbauspezialist der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen . Denn beim Recycling wird nur noch ein Zehntel der Energie eingesetzt, die zur Herstellung des Primäraluminiums nötig war.

Um Gewicht zu reduzieren, steigt der Alu-Anteil quer durch die Branche. Pro Auto hat er sich seit 1990 auf 140 Kilogramm fast verdreifacht, ergaben Berechnungen des US-Marktforschungsunternehmens Ducker Worldwide . Bis 2020 sollen es danach gar 180 Kilogramm sein. Dann folgen auch Klein- und Mittelklassewagen dem Alu-Trend der Spitzenmodelle.

Holz: Renaissance eines Werkstoffs

Der tief geduckte, zweisitzige Morgan 4/4 aus England ist ohne Zweifel ein Sportwagen. Doch das Bauprinzip haben seine Konstrukteure von Holzkutschen vergangener Tage abgeschaut. Seit 1936 gibt es das nur 800 Kilo schwere Modell, und seitdem besteht sein Rahmen aus Eschenholz. Das ist hart und gleichzeitig flexibel genug, um Schlaglöcher und schnelle Kurvenfahrten auf Landstraßen unbeschadet zu überstehen.

Jetzt schnitzen Forscher wieder am Auto der Zukunft. Wenn es nach Stefan Böhm von der Universität Kassel geht, soll Holz im Automobilbau eine Renaissance erleben. "Überall dort, wo es nach heutiger Kenntnis möglich wäre, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe einzubauen, oder sie schon verwendet werden, könnten holzbasierte Multimaterialsysteme zum Einsatz kommen", sagt Böhm, der das Projekt mit dem sperrigen Namen "Holzformteile als Multimaterialsysteme für den Einsatz im Fahrzeugrohbau" (Hammer) koordiniert. Daran ist neben dem Fraunhofer-Institut für Holzforschung in Braunschweig auch Volkswagen beteiligt.

Aus Holz könnte unter anderem bald die B-Säule sein, die Verbindung von Autoboden und Dach zwischen Vorder- und Hintertür. Für Böhm bietet Holz viele Vorteile: Es wächst überall, ist CO2-neutral, braucht bei der Weiterverarbeitung wenig Energie und ist leicht wiederzuverwerten.

Entscheidend für den Erfolg ist die richtige Kombination der Hölzer wie Pappel, Esche oder Buche und die richtige Ausrichtung der Furnierlage. Zwischen den Holzschichten einlaminierte Metall- oder Polymerfolien sollen die Struktur zudem unfallsicher machen. Spätestens in eineinhalb Jahren soll der erste Prototyp mit möglichst vielen Holzteilen fertig sein.

Materialmix: Bunt gemischt

Aber was tun, wenn sich Leichtbau mit vielen extrem teuren Materialien wie Aluminium, Magnesium oder gar Carbonfaserwerkstoffen verbietet, weil das Auto erschwinglich bleiben soll? Dann lohnt sich ein kluger Materialmix, wie etwa Volkswagen ihn im Golf VII einsetzt.

Noch konsequenter setzt Mazda auf einen Materialmix: Nach dem Kleinwagen 2 präsentieren die Japaner Mitte 2012 den SUV CX-5 und jetzt die Mittelklasse-Limousine 6 mit einer ausgeklügelten Leichtbaustruktur aus sogenannten hochfesten Stählen. Je nachdem, ob das Fahrzeugteil besonders crashsicher, langlebig oder formschön sein muss, wählen die Konstrukteure das passende Material dazu aus: Türbeplankungen, die einem Seitencrash standhalten müssen bestehen aus Aluminium und Kunststoff, Instrumententräger aus stabilem Magnesium, die Motorhaube aus leichtem Aluminium und Innenverkleidungen aus Thermoplasten. Diese Kombination lässt alle drei Mazda-Modelle bis zu 100 Kilogramm leichter werden als ihre Vorgänger.