Intelligenz und Leichtbau sind die zentralen Entwicklungsrichtungen der Automobilindustrie geworden, wobei fortschrittliche Automobilmaterialien immer mehr in den Fokus rücken. Doch welche Schlüsselwerkstoffe treiben diese Entwicklung voran? Dieser Artikel beleuchtet die sieben wichtigsten Materialien in der Automobilbranche.
1. Hochfester Stahl
Moderne Fahrzeugfertigung verlangt nach höheren Sicherheits- und Umweltstandards, weshalb Karosserien gleichzeitig stabiler und leichter sein müssen. Hochfester Stahl hat sich daher durchgesetzt und wird vor allem in tragenden und sicherheitsrelevanten Bauteilen eingesetzt.
- Stahl mit einer Streckgrenze von 210–550 MPa gilt als hochfest.
- Bei über 550 MPa spricht man von ultrahochfestem Stahl.
- Bei gleicher Festigkeit benötigt hochfester Stahl deutlich weniger Material – ideal für Leichtbau und höhere Karosseriesteifigkeit.
Abb. 1 – Vergleich der Eigenschaften von Automobilstählen. Quelle: Springer
2. Aluminiumlegierungen
Aluminium ist das Leichtbaumaterial Nr. 1 und wird häufig für Batteriegehäuse genutzt. Mit einer Dichte von nur einem Drittel von Stahl ist es leicht, recycelbar und einfach zu verarbeiten. Bei Unfällen absorbiert es mehr Energie, was die Sicherheit erhöht, ohne das Gewicht zu belasten.
- Ein Aluminiumauto kann 30–40 % leichter sein als ein Stahlfahrzeug.
- Durch flächendeckenden Einsatz lässt sich das Fahrzeuggewicht um 300 kg reduzieren.
- Aluminium-Batteriegehäuse sind dünner und sicherer: Bei einer Explosion brechen sie weniger heftig als Stahlgehäuse.
3. Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe (CFK)
CFK sind die vielversprechendsten Leichtbaumaterialien der Zukunft. Ihre Vorteile:
- Hohe Festigkeit bei geringem Gewicht
- Bruchfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und gute Schwingungsdämpfung
- Große Designfreiheit und einfache Formgebung
Im Vergleich zu Stahl ermöglichen sie eine Gewichtsreduktion von 50–75 %, bei gleichbleibender Steifigkeit und Sicherheit.
4. Technische Kunststoffe in der Automobilindustrie
Der Kunststoffanteil in Fahrzeugen ist ein wichtiger Indikator für den technologischen Stand. Modifizierte Kunststoffe wie:
- PP, ABS, PA, PC, POM, PBT, PRT, PVC
gewinnen immer mehr an Bedeutung. Aktuell:
- Deutsche Fahrzeuge nutzen am meisten technische Kunststoffe (25 %, 340–410 kg/Fahrzeug).
- In Europa und den USA liegt der Durchschnitt bei 19 % (250–310 kg/Fahrzeug).
5. Langglasfaserverstärkte Kunststoffe (LGF)
Diese Materialien enthalten Glasfasern mit einer Länge von 6–25 mm, eingebettet in Matrices wie PP, PA, PBT, PET oder POM. Im Vergleich zu Kurzglasfasern (0,2–0,6 mm) bieten sie:
- Höhere Festigkeit und Biegebelastbarkeit
- Bessere Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit und Maßhaltigkeit
Einsatzgebiete:
- Frontmodule, Chassis, Schalldämmungen, Armaturenbretter
- Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge (wegen Flammhemmung und hoher Stabilität)
6. Verbundglas (VSG)
Verbundglas besteht aus mindestens zwei Glasschichten, die durch eine PVB-Folie verbunden sind. In vielen Ländern ist es für Windschutzscheiben vorgeschrieben, weil es:
- Schalldämmung und UV-Schutz bietet (dank PVB-Folie)
- Bei Bruch keine scharfen Splitter bildet – erhöhte Insassensicherheit
7. Spezialkautschuke für die Automobilindustrie
Diese Werkstoffe sind entscheidend für hochbelastete Komponenten und zeichnen sich aus durch:
- Hitzebeständigkeit, Öl- und Ozonresistenz
- Alterungsbeständigkeit und Dichtigkeit
Jedes Auto enthält 400–500 Teile aus Spezialkautschuk (ca. 40 kg, ohne Reifen), was 4–5 % des Gesamtgewichts ausmacht.
Fazit
Diese sieben Materialien sind entscheidend für die Entwicklung intelligenterer, leichterer und sichererer Fahrzeuge. Ihre Weiterentwicklung wird die Automobilindustrie auch in Zukunft prägen. SAM bietet Materialien wie hochfesten Stahl, Aluminiumlegierungen, Kohlenstofffaser und modifizierte Kunststoffe an.
Mehr Lesen: Evgenia Zverev
