Ob SUV mit ihrer großen Karosserie oder Elektroautos mit ihren Akkus: Moderne Fahrzeuge haben ein weit höheres Gewicht als die Modelle vor ein bis zwei Jahrzehnten. Doch das Gewicht kostet Reichweite, erhöht den Verbrauch und lässt je nach Antriebsart die CO₂-Emissionen steigen. Hersteller setzen daher zunehmend auf Leichtbauteile, doch die haben meist ökologische oder ökonomische Schattenseiten. Eine vielversprechende Alternative haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung entwickelt, die Porsche jetzt in Kleinserie bringt.

Bisheriger Leichtbau ist energieintensiv

Beim bisherigen Leichtbau setzen die Autohersteller meist entweder auf besondere Stähle oder kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe. Beide Werkstoffe sind technologisch anspruchsvoll und in der Herstellung sehr energieintensiv. Die Fraunhofer-Forscher haben deshalb nach ökologischen Alternativen gesucht und sind bei Pflanzenfasern fündig geworden. Naturfasern aus Flachs, Hanf, Holz oder Jute sind ähnlich leicht wie Carbonfasern, aber günstiger, und benötigen weniger Energie bei der Herstellung. Das Naturfasergewebe ist zudem gut verfügbar, zugfest, besonders fein, homogen und drapierfähig. Darüber hinaus weist das Material gute akustische Dämpfungseigenschaften auf und hat eine geringe Splitterneigung bei Unfällen.

Praxistest im Motorsport

In Form von biofaserverstärkten Kunststoffen hatte der Autohersteller Porsche das Material 2015 in sein „Bioconcept Car“ verbaut, ein Cayman GT4 Clubsport, der im Motorsport im Einsatz ist. Auf Grundlage der Erfahrungen mit diesem Fahrzeug haben die Forscher das Biomaterial nun weiter verbessert. „Die Untersuchungen verbinden dadurch den Vorteil extremer Belastungen mit einem Fahrzeug, das modifiziert auch für die Straße zugelassen ist“, erläutert Projektleiter Ole Hansen.

Erstes Serienfahrzeug mit Biofaserverbundwerkstoffen

Jetzt hält das Material Einzug in den in Kleinserie produzierten 718 Cayman GT4 Clubsport, das erste Serienfahrzeug mit Bauteilen aus Biofaserverbundwerkstoffen. Fahrer- und Beifahrertür sowie der Heckflügel sind aus einem Naturfasermix hergestellt, der gegenüber Leichtbaustahl rund 60% Gewicht einspart. So bringt der Cayman nur 1.320 Kilo auf die Waage. „Nach den ausgiebigen Tests unter Extrembedingungen auf der Rennstrecke haben wir unsere Komponenten immer weiter evaluiert – mit dem Ergebnis, dass die ökologisch vorteilhaften Biowerkstoffe das Potenzial einer Serienherstellung erfüllen“, resümiert Hansen. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft hat die Entwicklung biogener Leichtbauteile im Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“ unterstützt.

bl