Der Leichtbau-Trend in der Industrie ist ungebrochen. Bis 2030 soll der Jahresumsatz mit Leichtbauteilen aus hochfestem Stahl, Aluminium und karbonverstärktem Kunststoff von rund 70 auf über 300 Milliarden Euro ansteigen. Der mit Abstand wichtigste Markt hierfür ist die Transportbranche , gefolgt von der Luft- und Raumfahrt und der Schifffahrt. Ein Grund, warum sich der Trend Leichtbau so dynamisch fortsetzt, ist die gesetzliche CO2-Reduzierung bis 2020 für Pkw. Der Elektroantrieb gewinnt damit in der Automobilbranche vermehrt an Bedeutung - und damit auch der Leichtbau. Denn durch das hohe Gewicht der Batterien und für die Reichweite der E-Fahrzeuge muss man an anderer Stelle Kilos einsparen. Aber auch in den übrigen Transport- und Industriebranchen setzt sich Leichtbau zu Gunsten von Effizienz und Umweltschutz immer stärker durch .

Der perfekte Materialmix

Im Zentrum des Leichtbaus stehen neue und alte Materialien, mit denen sich Gewicht einsparen lässt. Das sind insbesondere Leichtmetalle und vermehrt auch faserverstärkte Kunststoffe. Daraus versuchen die Hersteller das optimale Produkt zu kombinieren, das die Vorteile der einzelnen Materialien voll ausschöpft. Etwa beim Elektroauto BMW i3: Die Karosserie besteht aus leichtem Karbon, der Unterbau aus stabilem Aluminium . So bringt er trotz seiner 300 Kilogramm schweren Batterie ein Normalgewicht von knapp 1,2 Tonnen auf die Waage. Das Motto für den perfekten Materialmix lautet: "der richtige Werkstoff am richtigen Ort". Die Herausforderung ist dabei nicht, die passenden Komponenten zu finden . Bei unterschiedlichen Werkstoffen hängt der Erfolg des Endprodukts vor allem vom richtigen Zusammenfügen der einzelnen Bauteile ab.

Innovative Fügetechnologien sind gefragt

Möglichkeiten, um Mehrmaterialiensysteme zuverlässig zu verbinden, spielen in der aktuellen Forschung eine wichtige Rolle . Denn nur mit geeigneten Fügetechniken profitieren Automobil- und Luftfahrtbranche von den Vorteilen der immer effizienteren, stabileren oder leichteren Materialien und kann diese optimal miteinander oder mit anderen Werkstoffen wie beispielsweise Stahl oder Glas verbinden.

Die Klebetechnik sticht unter den Fügetechnologien derzeit besonders hervor . Sie hat sich in den letzten Jahrzehnten stark weiterentwickelt, gerade für die Massenfertigung. Denn klebtechnisch lassen sich fast alle Werkstoffe langfristig verbinden - ohne die Eigenschaften der Materialen zu beeinflussen. Verglichen mit Schweißen oder Löten entsteht beim Kleben kaum Wärme, die wiederum Materialien beeinträchtigen kann. Und im Gegensatz zu genieteten oder verschraubten Fügeteilen bleibt die Stabilität erhalten. Zudem bietet die Klebetechnik noch weitere Vorteile: Sie isoliert, dichtet ab und bietet dem Endprodukt Schutz vor Korrosion.

Dennoch deckt diese Technik nicht alle Anforderungen ab - bei sich ausdehnendem Material, beispielsweise in Flugzeugen oder Zügen, können durch Kleben Spannungen auftreten. Hier eignen sich wiederum mechanische Techniken wie Nieten, um Bauteile miteinander zu verbinden. Die Forschung arbeitet derzeit an weiteren Alternativen, um Werkstoffe ohne Qualitätsverluste zuverlässig miteinander zusammenzufügen. Denkbar wären etwa Technologien mittels Laser oder auch Nanofolien, wie sie Forscher der TU München derzeit entwickeln .

Fügetechnologie in Zukunft immer wichtiger

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