Bis zum Jahr 2030 wird ihr Anteil von heute 30 auf 70 Prozent steigen. Leichtbau gilt dabei als eines der wichtigsten Instrumente, um den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu reduzieren. Das ist heute daher ein vorrangiges Ziel der Automobilhersteller und Zulieferer, da Energie teuer ist und Umweltauflagen ständig verschärft werden. Nach strengen EU-Vorgaben müssen Automobilhersteller in Europa bis 2020 die durchschnittlichen CO2-Emissionen ihrer Fahrzeuge unter 95 Gramm pro Kilometer senken.

Bei Überschreitung dieses Werts drohen hohe Strafzahlungen. Um den Kraftstoffverbrauch zu senken, sind alle am Fahrzeugbau Beteiligten gefragt: Wie können bewährte Komponenten mit Hilfe von innovativen Werkstoffen, neuartigen Herstellungsverfahren oder veränderten Konstruktionen leichter gemacht werden?

Moderne Stahlwerkstoffe und Schmiedetechnologie können hier einen entscheidenden Beitrag zu den Leichtbauanforderungen der Fahrzeugindustrie leisten.

Um diese Frage zu beantworten, wurde 2013 die „Initiative Massiver Leichtbau“ unter der Schirmherrschaft des Industrieverbands Massivumformung e. V. (IMU) sowie des Stahlinstituts VDEh ins Leben gerufen und wird aktuell von 17 Unternehmen der Massivumformung, zehn Stahlherstellern und einem Ingenieurdienstleister getragen und finanziert.

Dabei handelt es sich erstmals um eine Zusammenarbeit in der kompletten Prozesskette bei Langprodukten zwischen Stahlherstellern und Komponentenlieferanten.

In zwei Studien, die an der Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen durchgeführt wurden, hat die „Initiative Massiver Leichtbau“ zwei Fahrzeugtypen, einen Personenkraftwagen und ein leichtes Nutzfahrzeug, hinsichtlich ihres Leichtbaupotentials bei Antriebsstrang und Fahrwerk analysiert. Das Ergebnis: Moderne Stahlwerkstoffe und Schmiedetechnologie können hier einen entscheidenden Beitrag zu den Leichtbauanforderungen der Fahrzeugindustrie leisten.

In der ersten Phase ermittelten die Ingenieure ein Leichtbaupotenzial von 42 Kilogramm bei Antriebsstrang- und Fahrwerksbauteilen eines Mittelklasse-Pkw. 2015 startete die zweite Phase, die aktuell das Leichtbaupotenzial eines leichten Nutzfahrzeugs bis 3,5 Tonnen Gesamtgewicht erarbeitet.

Nach der Analyse von 535 Leichtbauideen an 2.536 Bauteilen in Antriebsstrang, Fahrwerk und Getriebe hat sich auch beim leichten Nutzfahrzeug ein enormes Leichtbaupotenzial von 65 Kilogramm allein durch die auf dem Werkstoff Stahl beruhenden Leichtbaupotenzial-Vorschläge ergeben.

Weitere 34 Kilogramm können durch den Einsatz von Nichteisenwerkstoffen erreicht werden. Hochfester Stahl bleibt jedoch der wichtigste Leichtbauwerkstoff.

Künftig wird hochfester Stahl herkömmliche Stähle in vielen Bereichen ablösen und seinen Marktanteil in der Automobilindustrie mittelfristig von 15 auf 40 Prozent steigern. Aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften bei gleichzeitig hoher Festigkeit ermöglicht er vor allem an bewegten dynamischen Komponenten deutlich leichtere Konstruktionen.

So führen zum Beispiel eine Verringerung der Wanddicke, Aussparungen an Stellen ohne Funktion oder weiterentwickelte Geometrien dazu, dass Bauteile wie zum Beispiel Pleuel, Getrieberäder oder Kurbelwellen deutlich leichter werden. Der Einsatz weiterentwickelter Stähle sowie kürzerer Prozessketten wird dabei zusätzlich wissenschaftlich begleitet durch fünf geförderte F+E-Projekte im Wert von mehr als 4 Millionen Euro.

Mit der „Initiative Massiver Leichtbau“ verstärken die Unternehmen die Kommunikation mit ihren Kunden und setzen auf mehr Kooperation. Schon jetzt zeigt sich: Neue Ideen schaffen handfeste Wettbewerbsvorteile gegenüber konkurrierenden Fertigungsverfahren und Werkstoffen. Das nutzt den Kunden und den zu realisierenden ehrgeizigen Klimazielen ebenso wie den einzelnen Unternehmen und unterstreicht nicht zuletzt die Innovationskraft der Industrie in Deutschland.