LeiKom-Handbuch Produkt Instrumente zur Entwick- lung - IfG

6.1.3 Leichtbau-Werkstoffe
Grundsätzlich lässt sich mit allen zur Verfügung stehenden Werkstoffen durch leichtbaugerechte
Konstruktion unter optimaler Ausnutzung der jeweiligen Werkstoffeigenschaften Strukturleichtbau
realisieren. Es existiert jedoch eine Vielzahl von Werkstoffen, die speziell unter
der Vorgabe entwickelt wurden, bei möglichst hoher Tragfähigkeit möglichst viel Gewicht
einzusparen. Diese Werkstoffe werden als Leichtbau-Werkstoffe bezeichnet. Mit zunehmender
Tragfähigkeit steigen generell auch die Materialkosten für diese Werkstoffe stark an.
Leichtbau-Werkstoffe sind somit i. d. R. wesentlich teurer als Standardwerkstoffe, insbesondere
dann, wenn ihre Entwicklung noch nicht vollständig abgeschlossen ist und in umfangreiche
Erprobungsmaßnahmen investiert werden muss, um einen fundierten Festigkeitsnachweis
führen zu können, (Abbildung 6-2).
E-Modul (GPa)
Naturstoffe
Schäume
Technische
Keramik
Polymer, Elastomer
Volumenbezogener Relativkostenfaktor
Metalle
Abbildung 6-2: Spezifische Materialkosten für verschiedene Werkstoffgruppen im Vergleich
[ASH07]
Leichtbau-Werkstoffe lassen sich gemäß Ihrer Zugehörigkeit zu verschiedenen Werkstofffamilien
und -gruppen grundsätzlich in metallische und nichtmetallische Werkstoffe unterteilen.
Zu den nichtmetallischen Werkstoffen zählen u. a. Kunststoffe und Faserverbund- oder Kompositwerkstoffe
wie CFK und GFK. Auf diese Werkstoffe soll im Folgenden nicht weiter eingegangen
werden.
Von den metallischen Leichtbau-Werkstoffen kommt derzeit dem Aluminium und seinen
Legierungen die größte Bedeutung im werkstofflichen Leichtbau, insbesondere in der Verkehrstechnik
zu. Studien belegen, dass durch die weitestgehende Verwendung von Aluminiumkomponenten
aktuell bis zu 18 % und zukünftig bis zu 24 % des Eigengewichts eines
PKW gegenüber einer überwiegenden Stahlbauweise eingespart werden können [WAL03].
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