Fahrzeugbau: Die Zukunft liegt in den Naturmaterialien

November 2015, © autohaus24

Henry Ford präsentierte in den 1940er Jahren eine Autostudie, die heute aktueller wirkt denn je: Sein Mittelklassewagen „Hemp Car“ brachte gerade einmal 900 Kilogramm auf die Waage und bestand zu großen Teilen aus Soja- und Hanffasern. Die Vorteile von Naturmaterialien im Fahrzeugbau entdecken Autoingenieure jetzt erneut: Die zeitgenössische Werkstoffforschung setzt auf faserige Pflanzenarten wie zum Beispiel Flachs, Banane oder Hanf. Nach Wunsch der Entwickler soll der neue Ökotrend mittelfristig dazu führen, dass beim Fahrzeugbau auf Kunststoff und Stahl verzichtet wird.

Gewichts- und Kostenersparnis beim Fahrzeugbau durch Naturmaterialien

Es sind mehr ökonomische denn ökologische Gründe, die zum Boom der Naturmaterialien führen. Seit der Kohlenstoffdioxidausstoß von Neuwagen durch die Europäische Kommission limitiert wird, bekam der Leichtbau neuen Auftrieb: Leichtere Fahrzeuge verbrauchen weniger Sprit und haben somit bessere Emissionswerte. Der Fahrzeugbau kann die gewünschten Gewichtsersparnisse erreichen, indem er Kunststoff-Spritzgussteile durch Bauelemente aus Naturfaserwerkstoffen ersetzt; diese wiegen 20 bis 50 Prozent weniger als die heute verbreiteten Kunststoffelemente. Besonderer Beliebtheit im innovativen Fahrzeugbau erfreut sich dabei eine schnellwachsende Tropenpflanze namens Kenaf. Aus Teilen der Pflanze, ihrem Bast, werden feine, leichte und dennoch hochstabile Fasern gewonnen. Toyota war der erste Hersteller, der die Eigenschaften des Kenafs im Fahrzeugbau nutzte: Bereits im Jahr 2000 verbauten die Japaner die Naturfasern in ihrer Oberklassen-Limousine Celsior. Inzwischen finden sich Kenaf-Teile in Modellen aller großen Hersteller.

Naturfaserverstärkte Kunststoffe im Fahrzeugbau

Das mit Kenaf-Fasern gebaute Fahrzeug ist dennoch nichts für den Komposthaufen. Zumeist wird das Naturmaterial mit synthetischen Stoffen kombiniert, es entstehen sogenannte naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK). Die Vorteile: Neben geringer Materialdichte und hoher Zugfestigkeit bergen NFK im Gegensatz zu manchen Naturmaterialien auch kein Splitterrisiko – ein wichtiger Faktor für die Unfallsicherheit. Den bisherigen Höhepunkt im Fahrzeugbau mit Naturmaterialien bildet der BMW i3, ein Elektroauto, in dem Kenaf erstmals sichtbar eingesetzt wird: Abdeckungen im Cockpit bestehen ebenso wie die Türträger aus NFK. Die Gewichtsersparnis im Vergleich zum üblichen Kunststoff: fast 40 Prozent.

Autokarosserien aus Naturmaterialien

Hersteller und Hochschulen arbeiten bereits an der nächsten Stufe des Fahrzeugbaus mit Naturmaterialien, verwirklicht werden soll die Ultra-Leichtbau-Karosserie. Erste Projekte, etwa am Fraunhofer-Institut Braunschweig, forschen an der Kombi-Karosserie, die sowohl aus den teuren, aber stabilen Carbonfasern wie auch aus günstigeren und leichten Naturfasern gefertigt wird. Einen Schritt weiter Richtung Science Fiction geht das Unternehmen Edag: Für seine Autostudie entwickelte es eine Karosserieaußenhaut aus Textilstoffen. Das Material ist belastbar, leicht und – nicht ganz unwichtig – wasserdicht. Noch futuristischer wird das Gefährt durch seine Beleuchtung von Innen: Das Licht strahlt durch die Karosserie hindurch – glänzendes Beispiel für die aktuelle Experimentierfreude im Fahrzeugbau.