Das speziell f\u00fcr das Interieur der S-Klasse erarbeitete, innovative Material besteht aus drei zusammengef\u00fcgten Komponenten: zwei d\u00fcnnen Deckschichten und einem besonders leichten Kern. Sandwich-Verbund nennt sich dieses Prinzip. Im Falle des Mikrosandwichs von Mercedes-Benz handelt es sich um einen Schaumkern, der bereits teilweise aus recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) besteht. Die Deckschichten sind, je nach Bauteilanforderungen, aus hybriden glas- oder naturfaserverst\u00e4rkten Vliesstoffen. Verbunden werden diese Einzellagen durch eine Schmelzklebefolie oder durch eine mechanische Vernadelung, deren Funktionsprinzip dem des Klettverschlusses \u00e4hnelt: Zahlreiche Einzelfasern aus den Decklagen durchdringen den Kern, verankern sich in der jeweils gegen\u00fcberliegenden Deckschicht und bilden so eine feste Verbindung.<\/p>\n\n\n\n
An der TU Chemnitz fanden im Zuge der Materialentwicklung zahlreiche Versuchsreihen im MERGE Research Centre \u201eLightweight Technologies\u201c statt. Dr. Roman Rinberg, MERGE-Wissenschaftler und Forschungsbereichsleiter f\u00fcr Biopolymere und Naturfaserverbunde an der Professur f\u00fcr Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) berichtet: \u201eDie von uns begleiteten Untersuchungen dienten unter anderem der mechanischen Kennwertbestimmung, mithilfe derer etwa Biegemodul und Biegefestigkeit ermittelt werden. Diese Leistungsmerkmale geben Aufschluss dar\u00fcber, wie nachgiebig und fest ein Material ist.\u201c Zus\u00e4tzlich bot das Leichtbauforschungszentrum der TU Chemnitz den Rahmen f\u00fcr die Charakterisierung des Werkstoffes, die bei heterogenen Sandwichstrukturen wie dieser, die Zusammenh\u00e4nge zwischen Struktur und Eigenschaften aufdeckt. Damit aus dem entstandenen flachen Material schlie\u00dflich erfolgreich 3D-Komponenten produziert werden konnten, mussten dar\u00fcber hinaus aufw\u00e4ndige Simulationen und Umformversuche stattfinden und das resultierende Bauteil mittels einer speziellen 3D-Messtechnik analysiert werden. So wurde der tats\u00e4chliche Umformgrad, also die geometrische Ver\u00e4nderung des Werkst\u00fccks beim Umformprozess, bestimmt.<\/p>\n\n\n\n Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV), die Polymere mit einer Faserverst\u00e4rkung kombinieren, kommt im Automobilbau bereits seit mehr als zwei Jahrzehnten ein besonderer Stellenwert zu. F\u00fcr den Einsatz im Fahrzeuginnenraum haben sich dabei naturfaserverst\u00e4rkte Kunststoffe (NFK) als Leichtbaul\u00f6sung etabliert. So stecken in einem Fahrzeug aus deutscher Herstellung durchschnittlich 3,6 Kilogramm Naturfasern aus Flachs, Hanf, Kenaf oder Baumwolle. \u201eSandwichverbundbauteile mit leichten Kernwerkstoffen sind eine vielversprechende Strategie zur weiteren Gewichtsminimierung bei biegebelasteten Strukturen\u201c, sagt Rinberg und erkl\u00e4rt weiter: \u201eIm automobilen Interieur stellt die Anwendung dieser Leichtbauweise eine besondere Herausforderung dar, da geeignete Materialkonzepte den Anforderungen der Automobilindustrie sowohl technologisch als auch \u00f6konomisch gerecht werden m\u00fcssen.\u201c<\/p>\n\n\n\n In enger Zusammenarbeit zwischen den MERGE-Forscherinnen und Forschern, sowie dem bei Mercedes-Benz zust\u00e4ndigen Entwicklungsingenieur Dr. Christoph Menzel wurde seit 2015 eine entsprechende Materiall\u00f6sung entwickelt. Das Resultat ist ein \u00f6kologisches Leichtbaukonzept in Sandwichbauweise, das gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Komponenten bis zu 50 Prozent Gewicht einspart. Gleichzeitig erlaubt das Mikrosandwich dank seiner guten Thermoformbarkeit die Realisierung komplexer Anwendungen und verbessert die passive Sicherheit f\u00fcr Passagiere im Vergleich zu bisher verwendeten Werkstoffen, indem die hohe Nachgiebigkeit Br\u00fcche im Material verhindert.<\/p>\n\n\n\n Hergestellt wird der Mikrosandwichverbund in einem Arbeitsschritt, im sogenannten One-Shot: Formpresswerkzeuge mit kurzen Zykluszeiten erledigen in einem Arbeitsgang die Konsolidierung der Vliesstoffe, bei der die schmelzf\u00e4hige Faserkomponente durch Abk\u00fchlung unter Druck verdichtet wird, das Umformen des temperierten Sandwichverbundes und das Aufbringen des Dekors. Parallel dazu erfolgen auch die Verbindung der einzelnen Schichten, der Kantenverschluss und der Bauteilbeschnitt. Der Einsatz von Naturfasern und die dank dem Mikrosandwich-Konzept erzielte Gewichtsreduktion verringern so die CO2-Emissionen und den Energiebedarf von der Produktions- \u00fcber die Nutzungs- bis hin zur Entsorgungsphase.<\/p>\n\n\n\n Die S-Klasse war schon immer die Speerspitze der Innovation im Automobilbereich. Ausgehend von diesem Fahrzeug finden zahlreiche Technologien auch die Anwendung in weiteren Baureihen. \u201eForschung und Entwicklung sind der Schl\u00fcssel zum Unternehmenserfolg von Mercedes-Benz. Neben der Digitalisierung und der Elektrifizierung geh\u00f6ren Nachhaltigkeit und Umweltschutz zu den strategischen Zielen von Mercedes-Benz. Daher war auch Leichtbau bei der Konstruktion der aktuellen S-Klasse ein besonderer Fokus, denn der Prozess einer ressourcenschonenden Entwicklung ist fest in der Fahrzeugentwicklung verankert\u201c, sagt Menzel.<\/p>\n\n\n\n Intelligente Leichtbaukonzepte sind begehrt. Im Automobilbereich wird der Bedarf an nachhaltigen und effizienten Fahrzeugen durch die aktuelle Diskussion um den Klimawandel und das gestiegene Umweltbewusstsein der Bev\u00f6lkerung unterstrichen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsclusters MERGE der TU Chemnitz haben diesen Bedarf bereits fr\u00fchzeitig erkannt. Seit Beginn der Aktivit\u00e4ten im Jahr 2012 widmen sich die Leichtbauexpertinnen und -experten des Clusters immer wieder auch Fragen der zukunftsf\u00e4higen Mobilit\u00e4t, wie etwa Anpassungen in der Fahrzeugarchitektur oder der Entwicklung innovativer Antriebssysteme. So wurden im Rahmen des Forschungsverbundes im Automobilbereich bereits zahlreiche Interieur- und Exterieur-Strukturbauteile geschaffen. Darunter eine Leichtbauradscheibe aus einem Carbon-Aluminiumschaum-Sandwichverbund mit einer Gewichtsreduzierung von 50 Prozent, Fahrzeugsitze, Crashelemente und vieles mehr. Die Forschung in diesem Bereich wird in vielf\u00e4ltigen aktuellen Mobilit\u00e4tsprojekten fortgesetzt.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n![\"Dr.](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2021\/06\/1064scr_96c02a2ceb4c15e-1024x575.jpg\")
Faser-Kunststoff-Verbunde im Automobil<\/h3>\n\n\n\n
Luxus mit einem nachhaltigen Ansatz<\/h3>\n\n\n\n
Hintergrund: Forschungscluster MERGE<\/h3>\n\n\n\n
Kontakt <\/h3>\n\n\n\n