Leichtbau bewegt: Fußballer wie Industrie

Von: Thorsten Karbach
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Maschinenbau trifft Materialwissenschaft: Kai Fischer (von links), Michael Effing und Michael Emonts vom Aachener Zentrum für integrierten Leichtbau setzen wertvolle Akzente für die Industrie – etwa diese Maschine am Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie. Foto: Michael Jaspers
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Volltreffer: Miro Klose läuft mit Schuhen, in deren Sohlen Leichtbau zum Einsatz kommt.

Aachen. Leichtbau macht Miroslav Klose Beine – und es den Verteidigern schwer, ihn zu stoppen. Die Brasilianer mussten dies im WM-Halbfinale einsehen, als der deutsche Stürmerstar seinen Anteil zum 7:1-Sensationssieg beitrug.

Kloses Schuhe sind wie so viele andere bei der Fußball-WM vom US-Sportartikelhersteller Nike. Und in der Sohle steckt Carbon, also kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff – das ist modernster Leichtbau.

Dieser Leichtbau bewegt – die Fußballer in Brasilien, aber mehr noch die deutsche Industrie. Denn die Produktion mit Carbon (auch CfK) und glasfaserverstärktem Kunststoff (GfK) ist für ein Hochlohnland wie Deutschland eine große Chance. Es geht in der Regel darum schweren Stahl oder Aluminium zu ersetzen. Aber dafür muss Leichtbau zum Massenprodukt werden.

Der BMW i3, ein Elektroauto, besteht zu großen Teilen aus solchen Leichtbauteilen (Composites) – weil die Batterien noch so schwer sind, dass der Rest vom Auto leichter sein muss. Bei den Bayerischen Motorenwerken ist man auf dem Weg zur Massenproduktion. Aber noch dauert es zu lange, bis die einzelnen Bauteile fertig sind. Und Zeit kostet Geld. Noch. Denn schnellere Produktionszyklen sind das Ziel, das von Aachen aus ins Blickfeld rückt.

Weltweit einzigartig

Das zeigt das Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen, ein weltweit in dieser Form einzigartiges Konstrukt, in dem seit 2012 die wissenschaftliche Power von neun Instituten, mehr als 700 Wissenschaftlern und mehr als 1100 studentischen Mitarbeitern auf dem Aachener Campus gebündelt wird. Weil das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), das Institut für Leichtbau (ILB), das Fraunhofer ILT und das Fraunhofer IPT, das Werkzeugmaschinenlabor (WZL), das Institut für Textiltechnik (ITA), das Institut für Kraftfahrzeuge (IKA) und das Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) im AZL involviert sind, ist es möglich, Automatisierungstechnik, Steuerungstechnik und Materialwissenschaften zusammen zu betrachten und letztlich den Leichtbau von der Faserherstellung bis zur Produktionstechnik zu entwickeln. „Hier steckt eine unglaubliche Power. Das gibt es sonst nirgendwo auf der Welt“, sagt Michael Emonts, Geschäftsführer des AZL.

Das AZL – gegründet von Christian Brecher, einem der Direktoren des WZL, und Christian Hopmann, Leiter des IKV – kann mühelos die Kompetenzen von zwei, drei, vier oder noch mehr Instituten zusammenbringen. Ganze Produktionsketten können entstehen, ebenso Prototypen. Es wird beraten und entwickelt. „Der Forschungsbedarf ist riesig“, sagt Emonts.

50 Partner aus der Industrie setzen auf das Aachener Know-how. Toyota hat mit dem AZL eine fünfjährige strategische Partnerschaft geschlossen. Wie beim BMW i3 geht es den Japanern um Leichtbaukomponenten in der Automobil-Großserienfertigung. Doch die Automobilindustrie ist nur eine von zig Branchen, die auf Leichtbau setzen. Luftfahrt, Windkraft, Bauwesen, Wasseraufbereitung, Öl- und Gasindustrie sowie Sportartikelhersteller bauen auf Carbon und GfK – das zeigen nicht nur Fußballschuhe. Auch in Operationsbesteckt kommt Leichtbau zum Einsatz.

Die Schlüsselindustrie

Der US-Konzern Du Pont ist dabei, die Niederländer von DSM, das mittlerweile in saudischem Besitz befindliche Sabic und die Mexikaner von Katcon. Es sind aber auch viele große (Siemens, ThyssenKrupp, BASF) und kleine deutsche Konzerne, die auf die Aachener Forschung setzen. „Leichtbau ist eine der großen Schlüsselindustrien für den Standort Deutschland. Diese Industrie darf nicht abwandern“, sagt Michael Effing, Berater des AZL und Vorstandsvorsitzender von Composites Germany, einem Verbund von 750 deutschen Firmen, die sich mit Leichtbau auseinandersetzen.

Unter den AZL-Industriepartnern sind auch Lanxess und Cato, und diese beiden stecken letztlich hinter Miro Kloses und den anderen Nike-Fußballschuhen mit ihren ebenso leichten und vorne elastischen (für schnelle Drehungen) wie festen (steifen) Carbonsohlen – die je nach Anforderung elastischer (Stürmer) oder steifer (Verteidiger) gefertigt werden.

Mit BMW, KraussMaffei und weiteren Firmen wurde das Projekt „OptoLight“ begonnen, in dem Leichtbauteile mittels Laser – also ganz ohne Fügeprozesse – kombiniert werden. Das hat es so noch nicht gegeben. Es ist ein Beispiel von vielen für die Innovationskraft in Sachen Leichtbau, die da in Aachen wächst. In einem anderen Projekt wurden 480 reale Bauteile von den Aachener Experten analysiert, um einmal den bestehenden Leichtbaumarkt zu erfassen – der von Airbus-Elementen (der Airbus-Riese A380 besteht zu fast 60 Prozent aus Composites) bis zu iPad-Schalen und Skibindungen reicht.

Und da ist da die Geschichte mit der Motorhaube, die für Ford gefertigt wurde. Genauer: Das innovative Verfahren, mit dem die Leichtbaumotorhaube für Ford gebaut wurde. Es ist eine Entwicklung des IKV als Teil des AZLs, heißt Spalt-imprägnierverfahren und ist dermaßen schnell und gut, dass IKV-Chef Hopmann dafür in diesem Jahr mit dem NRW-Innovationspreis ausgezeichnet wurde. Der Preis ist für den Leichtbau an der RWTH von unschätzbarem Wert. „Denn es braucht die Sichtbarkeit der Erfolge in der Industrie“, erklärt Kai Fischer, Bereichsleiter und stellvertretender Geschäftsführer am AZL.

Erfolgreich sein will auch Miro Klose morgen Abend im großen WM-Finale gegen Argentinien – und für die nötigen Tore sorgen. Für Stabilität in der deutschen Abwehr steht dann unter anderem Jerome Boateng. Er kann dabei ebenfalls auf Leichtbau setzen – denn auch er trägt Nike-Schuhe.

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