Ford entwickelt Carbonfaser-Technologie für sparsamere Fahrzeuge

Im Rahmen des Composite Europe Events in Düsseldorf präsentierte Ford vor wenigen Tagen den Prototyp einer Motorhaube aus Carbonfaser, die das Fahrzeuggewicht senkt und so den Kraftstoffverbrauch reduziert. Es handelte sich um eine Carbonfaserverstärkte Kunststoffmotorhaube eines Ford Focus, die über 50 Prozent Gewicht gegenüber der normalen Stahl-Ausführung einspart. Komponenten aus Carbonfaser kommen bislang vor allem im Rennsport oder bei Supersportwagen zum Einsatz.

Die gezeigten Komponenten wurden mittels neuer Fertigungstechnologien hergestellt, die von Ford-Ingenieuren am europäischen Ford Entwicklungszentrums in Aachen entwickelt wurden. Die Produktionszeit für eine einzelne Carbonfaser-Motorhaube ist mittlerweile dank der Forschung nun schnell genug für Fertigungsprozesse an der Produktionsstraße – ein bedeutender Schritt im Hinblick auf die reale Verwendung von ebenso leichten wie stabilen Carbonfasermaterialien in Ford-Fahrzeugen.

„Es ist kein Geheimnis, dass die Verringerung des Fahrzeuggewichts den Kraftstoffverbrauch erheblich senken kann. Neu hingegen sind Fertigungsprozesse für die schnelle und damit kostengünstige Produktion von Carbonfaser-Teilen in großen Stückzahlen, das hat es in dieser Weise noch nicht gegeben“, sagte Inga Wehmeyer, Forschungsingenieurin am europäischen Ford Forschungszentrum in Aachen. „Zusammen mit Materialexperten vom Hightech.NRW Forschungsprojekt arbeitet Ford nun an einer Lösung für eine noch kosteneffizientere Herstellung von Carbonfaser-Komponenten“.

Neben der Beteiligung des europäischen Ford Forschungszentrums beim Forschungsprojekt Hightech.NRW hat Ford eine bereits im Frühjahr angekündigte Partnerschaft mit Dow Automotive Systems. Dow Automotive Systems und Ford verbindet das Ziel der wirtschaftlichen Verarbeitung von Carbonfaser im Automobilbereich, das gilt für die Materialbeschaffung als auch für die Produktion in großen Stückzahlen. Dies ist unter anderem entscheidend für die Entwicklung und Fertigung zukünftiger Ford Elektrofahrzeuge und Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuge. Denn Carbonfaser bietet ein hervorragendes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht. Es ist bis zu fünfmal so stark wie Stahl, doppelt so steif – und das alles bei gerade mal einem Drittel des Gewichts. Fortschrittliche Materialien wie Carbonfaser sind der Schlüssel zur Erreichung der Pläne von Ford, wonach das Fahrzeuggewicht bis Ende des Jahrzehnts um bis zu 340 Kilogramm gesenkt werden soll.

„Es gibt zwei Möglichkeiten, um den Energieverbrauch von Fahrzeugen zu reduzieren: die Erhöhung der Antriebseffizienz und die Verringerung der Arbeit, die Antriebe leisten müssen“, sagte Paul Mascarenas, Ford Chief Technical Officer und Vice President, Research and Innovation. „Ford begegnet diesen Herausforderungen durch Downsizing mit EcoBoost-Motoren und durch die Elektrifizierung von Fahrzeugen, aber auch durch konsequente Gewichtsreduzierung und verbesserte Aerodynamik“.

Ford arbeitet zusammen mit Spezialisten des Instituts für Kraftfahrwesen an der RWTH Aachen sowie mit Henkel, Evonik, IKV (Institut für Kunststoffverarbeitung), Composite Impulse und Toho Tenax partnerschaftlich am Hightech.NRW Forschungsprojekt. Das Projekt startete im Jahr 2010 mit der Förderung durch das Land Nordrhein-Westfalen, bis September 2013 sollen nach Möglichkeit folgende Ziele erreicht werden:

Entwicklung einer kostengünstigen Methode für die Verarbeitung von Carbonfaserverbundwerkstoffen in der Fahrzeugproduktion
Reduzierung der Fertigungszeiten für einzelne Fahrzeugkomponenten
Die Reduzierung eventuell erforderlicher Nacharbeiten
Erfüllung aller Anforderungen für die Lackierung
Reduzierung des Bauteilgewichts von mindestens 50 Prozent

“Millionenfach verkaufte Pkw mit Karosserien aus Carbonfaser sind naher Zukunft zwar noch nicht zu erwarten“, sagte Inga Wehmeyer. „Aber die Technologien, die wir für den Prototyp der Ford Focus Motorhaube entwickelt und optimiert haben, könnten zu einem späteren Zeitpunkt auf die Volumen-Anwendungen übertragen werden“.