Holz als Leichtbau-Alternative im Automobilbau?
Wenn in Autos, Lkw und Zügen Gewicht gespart werden kann, dann spart das auch Energie im Betrieb. Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird nun Holz als nachhaltige Leichtbaualternative zu Aluminium und Stahl getestet.
Foto: PantherMedia / masic75
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Bevorzugte Materialien für den Leichtbau von Fahrzeugteilen sind bisher oft Aluminium und kohlefaserverstärkte Kunststoffe. Daraus Bauteile zu fertigen, ist jedoch sehr energieintensiv. Eine nachhaltige Alternative könnte Holz sein. Es hat traditionell beispielsweise in der Bauindustrie schon länger eine tragende Rolle. In der Industrie kommen allerdings zusätzliche Anforderungen durch die Produktion in Großserien hinzu. Genau hier setzt nun das Kompetenzzentrum „Holz in Fahrzeugstrukturen“ des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an. Durch einen Technologietransfer will es Beteiligten aus dem Fahrzeugbau ermöglichen, frühzeitig entsprechende Netzwerke aufzubauen.
CO2-reduzierter Aufbau von Autos und anderen Fahrzeugen
Von Natur aus erlaubt Holz einen CO2-reduzierten Aufbau von Strukturen. Elmar Beeh, Abteilungsleiter am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart, zeigte sich deshalb anlässlich der Eröffnung des Kompetenzzentrums Anfang Mai überzeugt: „Mit innovativen Verbundmaterialen aus Holz lassen sich robuste und stabile Bauteile herstellen, um den Anteil von Metallen und Kunststoffen zu senken.“ Mit dem neuen Kompetenzzentrum bündelt das DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte nun fundiertes Know-how zum Auslegen, Konstruieren und Validieren von Holzbauteilen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DLR bringen dazu neben ihrer jahrelangen Erfahrung mit traditionellen Holzwerkstoffen auch ihr Know-how zu Schlüsseltechnologien ein. Dazu zählen die Herstellung von Verbundmaterialien und Fügetechniken, um Metall- und Holzteile zu miteinander zu verbinden. Hinzu kommen zudem bereits vorhandene Hilfsmittel wie Computersimulationen und einheitliche Prüfverfahren.
Zusätzliche Anforderungen an Holz im Automobilbau
Neben der Serienproduktion mit Holz gibt es im Fahrzeugbau noch weitere Herausforderungen, die für Automobilentwickler neu sind. Holz reagiert beispielsweise empfindlicher als Metall auf Temperaturänderungen und Feuchtigkeit. Staunässe muss zudem vermieden werden, weil diese zu Fäulnis führen könnte. Wie bei anderen Bauteilen im Automobil soll Holz auch bei Recyclingkonzepten berücksichtigt werden. Die Forschenden des Kompetenzzentrums beschäftigen sich daher schon jetzt damit, wie die Holzbauteile recycelt und für spätere Strukturanwendungen genutzt werden können.
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Im Fahrzeugbau kann Holz als Werkstoff sowohl naturgewachsen als auch im Mix mit anderen Werkstoffen, wie Metall oder Naturfasern, verwendet werden. Aufgrund der speziellen Eigenschaften sind dazu spezielle Fügetechniken nötig, um die verschiedenen Materialien dauerhaft und zuverlässig miteinander zu verbinden. Das gilt für die Herstellung von Verbundbauteilen ebenso wie für den Anbau von Holzbauteilen in die Fahrzeugstruktur. Entscheidend ist dabei, dass damit die gewünschte Stabilität, Festigkeit sowie ein crashsicheres Biege- und Verformungsverhalten erzielt werden können.
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DLR-Institut kann Druck- und Zugprüfungen sowie Crashtests umsetzen
David Heyner, Gruppenleiter am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte, verweist auf die Infrastruktur der Forschungseinrichtung: „In unserem Kompetenzzentrum bieten wir eine umfangreiche Prüfinfrastruktur an, um Bauteile zu validieren. Dazu zählen Druck- und Zugprüfungen ebenso wie Crashtests mit bis zu 60 km/h.“ Als Holzwerkstoff komme beispielsweise die sehr leichte Sorte Albasia infrage. „Wir beziehen dieses über unseren langjährigen Projektbeteiligten Fairventures Worldwide aus wiederaufgeforsteten Urwaldgebieten. Dabei entsteht eine Win-win-Situation für die Natur, die Kleinbauern vor Ort und die Nutzer“, erklärte Heyner anlässlich der Eröffnung des Kompetenzzentrums.
