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Audi, beim automobilen Leichtbau führend, setzt vor allem bei den R8-Moellen zahlreiche kleine und große CFK-Komponenten für den Innenraum und die Karosserie ein; bis hin zu tragenden Strukturelementen, wie die Seitenwände und der Verdeckkasten-Deckel beim R8 Spyder. In der Fahrzeugstruktur will Audi künftig CFK-Komponenten einsetzen, die im sehr viel effizienteren RTM-Prozess hergestellt werden (RTM: resin transfer moulding). Bei diesem Vorgehen werden die trockenen Fasergewebe zunächst drapiert (umgeformt) und anschließend in geschlossene, beheizte Werkzeuge eingelegt. Mit hohem Druck wird Kunstharz injiziert. So werden die Gewebe zunächst vollständig durchtränkt, und dann härten sie unter Druck und Temperatur aus.

Audis Experten, die sich mit der Entwicklung von Technologien befassen, haben sowohl für die Drapierung als auch die Injektion spezielles Know-how erarbeitet, um auch diese komplexen Vorgänge virtuell abbilden zu können und so den Produktionsprozess schon im Vorfeld zu optimieren. Die neuen CFK-Teile sollen Stahl- und Aluminiumbauteile verstärken oder auch als eigenständige Komponenten in der Struktur fungieren. Zu Erprobungszwecken wurde bei einem R8 der komplette Dachbogen mitsamt den Säulen aus CFK-Material gefertigt, das, wie es bei Audi heißt, „weitgehend unidirektional ausgerichtet ist“. Die Konstruktion hat bislang alle Überschlagversuche ohne jede Verformung absolviert.

Ein weiteres mögliches Einsatzfeld für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe sind die Längsträger vor oder hinter der Fahrgastzelle. Die von Audi entwickelten Träger haben exzellente Crash-Eigenschaften. Bei einem frontalen Aufprall mit definierter Energie bleiben sie im hinteren Bereich frei von Brüchen oder Verformungen. Im vorderen Bereich hingegen spleißen sich ihre zahllosen Einzelfasern zu allen Seiten hin auf wie die Blätter einer Blüte („crushing“). Diese Verformung und Ablösung von der Matrix vernichtet sehr viel Energie. Sogenannte Trigger-Kanten am vorderen Ende des Bauteils sorgen dafür, dass der Stoß möglichst optimal eingeleitet wird. Die Experten im Audi Leichtbauzentrum (ALZ) haben den Ablauf des Aufspleißens zunächst am Rechner und dann im Versuch durchgespielt.

Mit seinem speziellen Know-how auf diesem Feld nimmt Audi eine Führungsrolle in der Automobilindustrie ein. Parallel dazu arbeiten seine Fachleute an neuartigen CFK-Strukturelementen, sogenannten OLAS-Wellen (OLAS: oscillating laminated absorbing structures). Sie erinnern optisch an wellenförmige Dachziegel. Solches Design lässt sie auf kurzen Wegen extrem große Energiemengen aufnehmen. In der Fahrzeugstruktur können die OLAS-Wellen mittelfristig die heute üblichen Träger ersetzen.

CFK ist nicht der einzige faserverstärkte Kunststoff, mit dem sich Audi beschäftigt. Beim aktuellen A8 bildet ein sogenanntes Organo-Blech den unteren Querträger des Frontends. Dabei handelt es sich um eine Matrix aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), die durch eingelegte Aluminiumbleche verstärkt wird. Für den R8 GT liefert Audi auf Wunsch Sitzschalen mit Chassis aus reinem GFK. Sie sind 31,5 Kilogramm leichter als die Seriensitze.

Besonders interessant wird der preiswerte Werkstoff GFK dann, wenn er in einer CFK-Matrix eine oder mehrere Lagen aus Kohlenstofffasern ersetzt. Alternativ kann man hier auch mit Lagen aus Aramid arbeiten, wie sie die Ingolstädter bei ihren Sonderschutz-Fahrzeugen nutzen. Ihre Zähigkeit verhindert, dass CFK-Komponenten bei einem Crash splittern. Naturfasern, etwa aus Hanf, eignen sich ebenfalls für den Einsatz in der Matrix; sie dämmen Geräusche besonders gut. (Auto-Reporter.NET/Wolfram Riedel)