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Kooperationen mit Automobil-Branche forcieren Wachstum der Composites-Industrie

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BMW und SGL, Ford und DowAksa, Hyundai und Hyosung, Mitsubishi und Wethje oder Volvo und Benteler-SGL sowie Henkel – dies sind nur einige Beispiele, die zeigen, dass große Automobil-Unternehmen inzwischen eng mit Firmen der Composites-Industrie kooperieren, um neue, innovative Anwendungen zu realisieren. Die Kfz-Branche, Nutzfahrzeuge mit inbegriffen, ist nach wie vor einer der größten Wachstumstreiber für Faserverbundkunststoff-Lösungen.

Besonders der Leichtbau spielt im Kontext der E-Mobilität im Automobilsektor eine wichtige Rolle. „Der Leichtbau ist für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie und damit für „Made in Germany“ von besonderer Bedeutung und stärkt als eine zentrale innovative Schlüsseltechnologie unsere internationale Spitzenposition“, bestätigt Dr. Elmar Witten, Geschäftsführer der AVK und der Wirtschaftsvereinigung Composites Germany, einer der Initiatoren des Positionspapiers „Deutschland muss Leitanbieter für den Leichtbau werden“.

Neue Verarbeitungsverfahren sind gefragt

Als besonders vielversprechendes Verarbeitungsverfahren wird das Resin Transfer Molding (RTM) betrachtet, denn hier werden bereits jetzt kurze Zykluszeiten von wenigen Minuten erreicht. „Im Bereich der Serienfertigung von Automobilen werden derzeit in erster Linie noch GFK eingesetzt. CFK-Teile sind dafür zum einen oft noch zu teuer, andererseits fehlt bisher häufig eine geeignete Verarbeitungstechnologie, die der hohen Standardisierung und Produktionsgeschwindigkeit in der Automobilherstellung gewachsen wäre“, halten etwa die Analysten in einer Studie des Marktforschungsinstituts Ceresana aus dem Jahr 2017 fest.

Enormes Wachstumspotenzial für Composites im Transportsektor sieht auch das VDI-Zentrum für Ressourceneffizienz in seinem 2015 erschienenen Bericht „Bestandsaufnahme Leichtbau in Deutschland“, in dem bislang veröffentliche Marktstudien ausgewertet wurden. Hierin wird im Transportsektor von einem durchschnittlichen Wachstum von jährlich 7 bis 8 Prozent ausgegangen und eine weltweite Marktgröße von rund 140 Mrd. EUR im Jahr 2020 prognostiziert. Als Haupttreiber haben die Autoren den Automobilbau und speziell die Nutzfahrzeug-Branche identifiziert.

Ein Beispiel, wie die Erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen einem Automobilhersteller und einem Composites-Anbieter aussehen kann, liefert etwa COMPOSITES EUROPE Aussteller SGL TECHNOLOGIES. Während der achtjährigen Kooperation mit BMW haben die Leichtbau-Lösungen von SGL maßgeblich zum Erfolg der Modelle i3 und i8 beigetragen. Ebenfalls erfolgreich arbeiten seit 2015 DowAksa und Ford zusammen. Ziel ist hier die beschleunigte Entwicklung von CFK-Anwendungen für künftige Baureihen und damit für die Großserien-Produktion. Ergebnis der Partnerschaft zwischen Henkel und Benteler-SGL ist die Serien-Einführung einer Komposit-Querblattfeder in gleich mehreren Volvo-Modellen. Die in die Aufhängung der Hinterachse integrierte Querblattfeder ermöglicht eine Gewichtsersparnis von 4,5 kg im Vergleich zu herkömmlichen Stahlschraubenfedern, wodurch Kraftstoffverbrauch sowie CO2-Emissionen reduziert und Platz im Kofferraum geschaffen wird.

Hohes Potenzial für den Leichtbau

„Zentrale Herausforderungen für die Automobil-Hersteller sind die durch die EU-Verordnung vorgeschriebene Reduktion von Treibhausgasemissionen, neue Sicherheitsanforderungen und die Elektromobilität“, heißt es in der Analyse des VDI-Zentrums. Die Handlungsfelder für den Leichtbau reichten demnach von der Auswahl und Kombination der Werkstoffe über die Auslegung der Bauteile bis hin zu systemischen Ansätzen beim Gesamtfahrzeug.

Leichtbau sei ein wichtiger Hebel zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs. Dies bestätigt die Marktstudie „Leichtbau als Innovationstreiber“, ein Kooperationsprojekt der Automotive Management Consulting GmbH (AMC) und COMPOSITES EUROPE-Veranstalter Reed Exhibitions. „Da die Energiebilanz künftiger Niedrigenergie- und Niedrigemissionsfahrzeuge vor allem auch von wirksamem Leichtbau abhängen wird, zeigt die Tendenz klar in Richtung integrativer Fahrzeugkonzepte“, so Studienleiter Rainer Kurek von AMC.

Zu einer ähnlichen Einschätzung kommen auch die Verfasser des „Composites-Marktbericht 2017“, herausgegeben von Carbon Composites e.V. und AVK, die auch auf der COMPOSITES EUROPE in Stuttgart vor Ort sein werden: Auch sie erwarten die höchsten Wachstumszahlen der kommenden Jahre im Automobilbereich inklusive Nutzfahrzeugen. „Auch vor dem Hintergrund der aktuellen politischen Diskussionen (Dieselskandal, Fortschreiten der E-Mobilität, verstärkte Energiewende, verschärfte CO2-Auflagen) könnten hier weitere Gesetze und Steueranpassungen eine positive Stimulation des Leichtbaumarktes erzeugen“, meinen die Experten.

Stabiles Wachstum für GFK-Anwendungen

Für GFK-Anwendungen im Automobil sehen die Fachleute ein leichtes aber stabiles Wachstum entsprechend dem des Gesamtmarktes der Composites-Industrie, der jetzt im fünften Jahr in Folge gewachsen ist. Die inzwischen hohe gesamtwirtschaftliche Bedeutung des Segments sei ein Grund dafür, dass die Herstellung von GFK in der langfristigen Betrachtung tendenziell der Entwicklung des Bruttoinlandsproduktes folge, heißt es.

Im CFK-Bereich steht die Automobil-Industrie derzeit bei Bedarfsmenge und Umsatz noch an zweiter Stelle. Das wird sich jedoch bald ändern. Prognosen zufolge wird Ende 2020 der entstehende Bedarf den des Luft- und Raumfahrtbereichs (inklusive Verteidigung) übertreffen. „In diesem Szenario entfallen etwa 30 Prozent des weltweiten Bedarfs von rund 239.000 Tonnen auf den Automobil-Sektor“, so der Ausblick. Dies entspräche rund 72.000 t.

Ein Hauptproblem sehen die Autoren des Marktberichts derzeit im Image. Trotz hervorragender Korrosionseigenschaften, hoher Dimensionsstabilität, Wartungsarmut und Langlebigkeit der Materialien, sowie der Möglichkeit, lastgerecht zu konstruieren, und einem hohen Maß an Designfreiheit seien Composites leider nach wie vor vielen Entscheidern zu wenig bekannt. „Diese Situation zu verbessern, ist eine der vordringlichsten Aufgaben der gesamten Industrie“, mahnen sie.

COMPOSITES EUROPE 2018 in Stuttgart

Sämtliche Fertigungsprozesse faserverstärkter Kunststoffe, von Rohstoffen über Verarbeitungsprozesse bis zu Leichtbau-Innovationen in Automobilbau, Luftfahrt, Bootsbau, Windenergie-Wirtschaft und im Bausektor zeigt vom 6. - 8. November die COMPOSITES EUROPE.

Die Besucher treffen auf über 400 Aussteller aus 30 Nationen, die in Stuttgart, der führenden Technologieregion der Branche im weltweit führenden Forschungs- und Entwicklungsland Deutschland, den Stand der Technik und das Potential von Faserverbundwerkstoffen zeigen – und das nicht nur im Ausstellungsbereich, sondern auch auf den zahlreichen Event-Areas, in Vortragsforen, Themenrundgängen und Workshops.

Organisiert wird die COMPOSITES EUROPE vom Messeveranstalter Reed Exhibitions in Kooperation mit dem europäischen Branchenverband EuCIA und der Wirtschaftsvereinigung Composites Germany, einem Zusammenschluss der Organisationen AVK, CCeV, CFK-Valley und VDMA AG Hybride Leichtbau Technologien.