• Karl Obermann

Ultraleichte Biowerkstoffe – befördern auch den Rennsport

Während die Rennautos in den letzten Monaten kaum fahren konnten, ging die technische Entwicklung der Boliden immer weiter.


Heckflügel aus nachwachsenden Rohstoffen. Quelle: Porsche AG

So auch beim Reutlinger Rennstall, Four Motors. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Einsatz von ultraleichtem Biowerkstoff, dessen Entwicklung mit finanzieller Förderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über dessen Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) durch das Anwendungszentrum für Holzfaserforschung HOFZET im Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, entwickelt werden.


Begleitet wird das Projekt von Porsche Motorsport, die für die Produktion der pflanzenbasierten Bauteile verantwortlich zeichnen. Im Rahmen des auf drei Jahre angelegten Förderprojekts des BMEL kommen dabei die Fasern der Leinpflanze zum Einsatz. Die Materialingenieure in Hannover verwenden dieses Flachsgewebe, da es gut verfügbar, zugfest, besonders fein, homogen, flexibel und drapierfähig ist. Das sorgt dafür, dass sich der Stoffe den Bauteilformen gut anpasst. Ein Vorteil im Übrigen, der besonders im Vergleich zu Kohlefasergeweben positiv ins Gewicht fällt. So entstehen beim Flachsgewebe exakte Kanten, die für die Maßhaltigkeit und Qualität der Bauteile wichtig sind.


Das Projekt der Fraunhofer WKI-Forscher gliedert sich in drei Arbeitspakete: Die technische, die ökologische und die ökonomische Bewertung, die systematisch aufeinander aufbauen. Während des Projekts werden Türen, Heckflügel und Fronthaube aus Pflanzenfasern an einen Porsche Cayman GT 4 Clubsport von Four Motors montiert und über die Rennsaison evaluiert. So sorgen Smudo (der Musiker, der auch Rennen fährt) und sein Team dafür, dass die biobasierten Werkstoffe nicht nur im Labor, sondern auch unter den Hochleistungs- und Extrembedingungen des Rennsports auf ihre Serientauglichkeit getestet werden. Durch die Zusammenarbeit mit der Porsche AG kann die Entwicklung zudem unter den realen Bedingungen eines Automobilherstellers erfolgen. Die mechanische Charakterisierung der Biowerkstoffe und die Gegenüberstellung verschiedener Fertigungsverfahren dienen dazu, das Potenzial einer möglichen Serienfertigung aufzuzeigen. Für die ökologische und ökonomische Betrachtung werden zusätzliche Daten über die gesamte Lebenszeit eines Bauteils zur Erstellung einer Lebenszyklusanalyse (LCA) ermittelt.


Pflanzenfasern versus Verbundwerkstoffe


Besondere Relevanz bei der Bewertung des Projekts hat zwangsläufig die Frage, ob Bauteile aus Pflanzenfasern im Wettbewerb mit gängigen Verbundwerkstoffen bestehen können, allen voran den im Automobilbau und insbesondere im Rennsport fest etablierten Kohlefaserverbundwerkstoffe. Für Forscher René Schaldach, beim Fraunhofer WKI operativ für das Projekt verantwortlich, sprechen einige grundlegende Aspekte bereits vor Abschluss des Vorhabens für eine positive Entwicklung und stärkere Verbreitung der Pflanzenbauteile: „Die von uns entwickelten biogenen Verbundwerkstoffe erfüllen einige Ansprüche, die unabhängig von den technologischen Aspekten derzeit immer größere Bedeutung erlangen. So sind die Rohstoffkosten vergleichsweise günstig und der produktionsbedingt geringere Energieverbrauch sorgt für einen sehr kleinen CO2-Fußabdruck. Auch die Tatsache, dass die Bauteile nach ihrem Gebrauch nahezu CO2-neutral und rückstandsfrei thermisch verwertet werden können, trägt ganz sicher dazu bei, dass diese Werkstoffe verstärkt Eingang in die Serienproduktion finden werden. Von ihren reinen Materialeigenschaften her betrachtet spricht da jedenfalls nichts dagegen“, so Schaldach.


Ultraleichte Bioverbundwerkstoffe wie diese Motorhaube setzen Musiker und Motorsportler Smudo (re.) und Thomas von Löwis of Menar (li.), Chef des Reutlinger Rennstalls Four Motors, in ihrem Porsche GT 4 bei Langstreckenrennen ein. Four Motors/flitzfoto

Die Frage, ob die Bauteile auch im praktischen Einsatz überzeugen können, beantwortet Thomas von Löwis of Menar, Teamchef von Four Motors, mit einem klaren "Ja" und ergänzt: "Wir setzen Bioverbundwerkstoffe bereits seit 2006 in unseren Fahrzeugen ein. Die jetzt verfügbare neueste Generation ist in Bezug auf Gewicht, Formgüte und Stabilität auf einem Niveau, das wir vor einigen Jahren so zwar erhofft, aber noch nicht als möglich erachtet haben. Kein Wunder, dass derzeit mehrere andere Teams und Fahrzeughersteller in die Thematik einsteigen. Für uns ist das eine großartige Bestätigung. Unser langjähriges Engagement für mehr Nachhaltigkeit im Motorsport und der Autoindustrie trägt erfolgreich Früchte." Wie das in der Praxis aussieht, demonstrierte Porsche im vergangenen Jahr. Bestärkt durch die Ergebnisse des aktuellen Förderprojekts und die problemlosen Renneinsätze durch Four Motors brachte die Porsche AG Anfang 2019 erstmals ein in Serie produziertes Rennfahrzeug mit Karosseriebauteilen aus Biofaser-Verbundwerkstoffen auf den Markt. Für den 718 Cayman GT 4 Clubsport werden die Türen, Heckflügel, Frontlippe und Diffusor aus einem Naturfasermix hergestellt. Ein wesentliches Zwischenziel der Förderung des Bundeslandwirtschaftsministeriums ist damit bereits erreicht. Mittel- bis langfristig soll das Förderprojekt dazu beitragen, dass Bio-Karosserieteile auch in der industriellen Großserienproduktion von Alltagsfahrzeugen im Sinne der Bioökonomie verstärkt zum Einsatz kommen.



Ansprechpartnerin:

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

Dr. Gabriele Peterek

Tel.: +49 3843 6930-119

E-Mail: g.peterek(bei)fnr.de



Four Motors gibt Anstöße – und setzt Maßstäbe in Sachen Nachhaltigkeit

„Individuelle, motorisierte Fortbewegung wird auch in Zukunft einen hohen Stellenwert haben. Sie ist für Viele wichtiger Teil eines selbstbestimmten Lebens. Die Nutzung von Autos wird sich verändern und die Autos selbst müssen sich ändern. Nachhaltigkeit lautet das Gebot der Stunde, wenn die Menschen auch in Zukunft nicht auf ihr beliebtestes Fortbewegungsmittel verzichten möchten. Denn weltweit basiert der Automotivsektor noch immer auf Mineralöl. Nicht nur in der Antriebstechnik, sondern auch im Fahrzeugbau.“ Soweit ein Zitat von der Homepage des Unternehmens.


www.fourmotors.com



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