Carbon: Leichter, härter und stabiler

Carbon: Leichter, härter und stabiler

Das schwarze Gold von heute

Früher galten Kohle oder Erdöl als das „schwarze Gold“, mit dem Millionen umgesetzt werden. Heute gibt es Carbon – auf diesem Werkstoff ruhen die Hoffnungen vieler Autobauer.

Wobei das Wort „Carbon“ eine Verkürzung ist. Genau genommen heißen die schwärzlich-glänzenden Fasern „Kohlenstofffasern“ oder „Carbonfasern“. Ingenieure sind ganz wild auf das Zeugs, denn es löst eine Menge Probleme.

Im Vergleich zu Stahl oder Aluminium ist Carbon 80 bzw. 50% leichter. So sparen Autokonstrukteure beispielsweise bei BMW rund 300 Kilo beim Eigengewicht der carbonfaserverstärkten Karosserie des neuen i3.

BMW-Chef Norbert Reithofer ist denn auch begeistert von neuem Werkstoff: „Carbonfasern sind ein Schlüsselmaterial für die Automobilindustrie des 21. Jahrhunderts. Sie werden die Art und Weise verändern, wie wir Autos entwickeln und bauen.”

 

 
 

Kein Rost, kein Gewicht, keine Ausdehnung

Neben dem niedrigen Gewicht haben die Matten aus Kohlenstofffasern weitere Vorteile: Sie haben eine geringe Ermüdungsneigung – das Auto bleibt also nach Jahren maßhaltig – im Vergleich zu Stahl dehnen sich die Bauteile auch bei hohen Temperaturen weniger aus. Und Rost ist kein Thema.

Carbon soll mit diesen Eigenschaften nichts weniger können als einen langjährigen, weltweiten Trend umkehren. Durch gestiegene Maße, Sicherheitsausstattungen und mehr Luxus sind Neuwagen in den vergangenen Jahren durchschnittlich um 10 Kilo pro Jahr schwerer geworden.

Damit setzt sich leider eine Abwärtsspirale in Gang: Mehr Gewicht bedeutet mehr Motorleistung, um überhaupt die Fahrleistungen des Vorgängers zu erreichen. Diese Motoren verbrauchen mehr, ein größerer Tank muss her. Das Übergewicht an den Hüften bringt aber auch an anderer Stelle mehr Kilos: Um ein schwereres Fahrzeug abzubremsen, müssen beispielsweise leistungsfähigere – und damit schwerere – Bremsen her. Und so geht das immer weiter.

Carbon gibt’s schon lange

Die Wunderdroge Carbon ist dabei nicht neu. Das Grundprinzip ist bereits seit über 200 Jahren bekannt. Erstmals in größerem Maßstab eingesetzt wurden sie um 1854 von Thomas Edison. Falls der Name etwas klingeln lässt: Genau, das ist der Erfinder der Glühbirne.

Da Carbon auch Strom leitet, fand es tatsächlich in Glühbirnen Verwendung. Wenn dieser Wunderstoff also so viele Probleme auf einmal lösen könnte – warum kommen die Autobauer erst jetzt auf die Idee?

Der Grund dafür sind natürlich die Kosten. Es ist heute so, dass Karosserieteile aus Carbon das 50-fache eines entsprechenden Stahlteils kosten. Schlägt ein Teil aus herkömmlichem Metall mit 100 Euro pro Kilogramm zu Buche, sind es bei Carbonteilen also 5.000 Euro.

„Nur“ noch fünfmal so teuer…

Gerade das wollen und müssen die Ingenieure ändern. BMW will die Kosten auf „nur noch“ das Fünffache gegenüber Stahl senken. Selbst wenn dies auf Anhieb gelänge: Die Kosten für ein Auto aus Carbon wären immer noch deutlich höher.

Neben BMW gibt es eine weitere Automarke, die derzeit voll auf den Werkstoff Carbon setzt. Sie stellt sogar schon Autos in Serie her: Es ist der italienische Sportwagenbauer Lamborghini. Ihm fällt die Rolle des Leichtbauers im VW-Konzern allerdings auch deshalb zu, weil die Kunden nicht sonderlich preissensibel sind. Auch das Wort „Serienfertigung“ ist bei 3,5 Exemplaren pro Werktag eher hoch gegriffen.

Darf es etwas mehr sein?

Derzeit dauert es 120 Stunden, bis eines der Monocoques des Supersportwagens Aventador fertig ist. BMW dürfte in abgeschwächter Form auf einen ähnlichen Effekt hoffen. Der i3 ist nichts anderes als das erste Elektromobil der eigens gegründeten Marke „BMW i“ und darf deshalb, so die Hoffnung, auch etwas teurer sein.

Der genaue Verkaufspreis für den BMW i3 steht noch nicht fest, dürfte aber mit rund 40.000 Euro ein ganzes Stück über vergleichbaren Fahrzeugen wie dem VW Golf liegen. Carbon soll auch das größte Problem der Elektroautos lösen: Durch die zahlreichen Akkus sind diese Autos besonders schwer.

Neue Konstruktionen sind möglich

Allerdings müssen die Ingenieure bei der Verwendung von Carbon im Auto umdenken. Zwar besitzen die Autobauer jahrzehntelange Erfahrung im Umgang mit Stahl und mittlerweile auch mit Aluminium, doch was das Crashverhalten eines Autos aus Carbon, die Reparatur nach einem Unfall oder der dauerhaften Haltbarkeit angeht, liegen wenige Erkenntnisse vor.

Die Technik, so faszinierend sie ist, steht noch am Anfang. Auch kleine Dinge können so zum Problem werden. Beispielsweise ist der Aufenthalt in einem Auto im Gewitter völlig ungefährlich: Das Auto mit seiner Stahlkarosserie wirkt wie ein Farradayscher Käfig, an dem die Ströme außen abfließen. Kann ein Carbon-Auto das auch?

Text: SH | Bildmaterial: Lamborghini