Leichtbaugarage #17 CFK-Komponenten beim VW XL1 (2013)

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Leichtbaugarage, News
©Thomas Wolf, www.foto-tw.de, Volkswagen XL1, CC BY-SA 3.0 DE

Das Fahrzeug

Bereits im Jahr 2002 hat VW angefangen am Ein-Liter-Auto-Konzept zu arbeiten. Im Jahr 2014 hat die Produktion der 200 Exemplare des XL1 angefangen. Nach Herstellerangaben beträgt der Kraftstoffverbrauch weniger als 1 Liter pro 100 km, wozu die geringe Gesamtmasse des Modells signifikant beiträgt.

Hierbei ist der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen entscheidend: 21,3 Prozent des Fahrzeugmasse sind kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffteile (CFK), weitere 22,5 Prozent sind Leichtmetalle. Insbesondere sind die Leichtbaulösungen im Bereich der Karosserie und des Monocoques interessant.

Die Technologie

Die hauptsächlich im Resin Transfer Moulding (RTM) Verfahren hergestellten CFK-Komponenten vom Monocoque und von der Karosserie ermöglichen eine starke Gewichtsreduktion. Die Karosserie des XL1 wiegt lediglich 230kg. Gleichzeitig wirkt sich das geringe Gewicht auf die mechanischen Eigenschaften der Struktur nicht negativ aus. Dem liegen die sehr guten spezifischen mechanischen Eigenschaften des CFK zugrunde. Durch den Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden lassen sich zusätzlich richtungsorientierte mechanische Eigenschaften der Struktur erzielen, wodurch eine weitgehende Leichtbauoptimierung erfolgen kann.

Rainerhaufe, Karosserie XL1 Gläserne Manufaktur, CC BY-SA 4.0

Bei dem RTM-Verfahren werden trockene Faserhalbzeuge in eine zweiteilige Form eingelegt, die dann geschlossen wird. Im nächsten Schritt wird das Reaktionsharz unter Druck injiziert. Nach vollständiger Durchtränkung erfolgt das Aushärten des Bauteils unter Nachdruck. Im RTM-Verfahren können vergleichsweise hohe Faservolumenanteile von über 50% erreicht werden, was sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften der fertigen Bauteile auswirkt. Zusätzlich lässt sich das Verfahren gut automatisieren, wodurch eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleistet werden kann.

Der Leichtbauaspekt

Das spezifische Gewicht der kohlenstofffaserverstärkten Außenhaut des XL1 beträgt nur 20 Prozent einer vergleichbaren Stahl-Außenhaut. Gleichzeitig wirkt sich das geringe Gewicht nicht negativ auf die mechanischen Eigenschaften der Struktur aus.

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