Crashschutz: Wie Kunststoffe Leben retten können
Kunststoff ist eine Klasse für sich: Er ist nicht nur leicht und formbar, sondern sorgt auch für mehr Sicherheit. Denn Carbon- oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (CFK/GFK) absorbieren Aufprallenergie effizienter als Stahl oder Aluminium – durch kontrolliertes Brechen statt plastischer Verformung. So bieten sie mehr Schutz bei deutlich weniger Gewicht. Und bringen den Leichtbau voran.
Im Motorsport bewährt, kommen faserverstärkte Kunststoffe im Leichtbau zum Einsatz – und jetzt auch vermehrt in sicherheitskritischen Serienbauteilen wie Crashboxen, B-Säulen und Batteriegehäusen.
Dynamischer Leichtbau
„Leichtbau ist ein wichtiges Prinzip zur Einsparung bei Material und Energie in der Herstellung von Bauteilen“, sagt Prof. Dr. Markus Milwich vom Kompetenzzentrum Polymere und Faserverbunde der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung DITF und als Repräsentant der Leichtbau-Allianz Baden-Württemberg. Der Markt wächst dynamisch. Eine Studie im Auftrag des deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie zeigt: Die Zahl der Patente zu Kunststoffen und Kunststoffverbundstoffen im Leichtbau ist von 2001 bis 2021 um fast 400 % gestiegen . „In 2019 erwirtschaftete der Leichtbau ca. 4 % der deutschen Wirtschaftsleistung mit ca. 3,2 Millionen Arbeitsplätzen“, bilanziert Prof. Dr. Markus Milwich.
Hohe Crashfestigkeit
Im Mittelpunkt der Mobilitätsindustrie stehen vor allem kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in Fahrzeugen. Auch in punkto Sicherheit: Sie erreichen bei einem Aufprall eine spezifische Energieaufnahme von bis zu 100kJ/kg – deutlich mehr als Stahl mit 20 bis 30kJ/kg . Statt abrupt nachzugeben, federt der Verbundwerkstoff die Aufprallenergie kontrolliert ab. Durch diese graduelle Kraftaufnahme bieten hybride Sandwichstrukturen mit Kunststoffkern und faserverstärkten Decklagen einen echten Sicherheitsvorteil für Insassen.
Weniger Crashenergie
CFK ist bis zu 50 % leichter als Stahl . Weniger Gewicht reduziert die Aufprallenergie – und senkt so das Verletzungsrisiko. Zudem entwickelte das Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF ein 3D-Sandwich-Batteriegehäuse aus faserverstärktem Kunststoff – 40 % leichter als Aluminium. Es integriert Flammschutz, erfüllt die Sicherheitsnorm ISO 12405-2/-3 und bietet damit hohen Schutz für E-Autos bei geringem Gewicht.
Mehr Nachhaltigkeit
Weniger Gewicht drosselt auch den Verbrauch. „Speziell bei bewegten Massen wie bei Auto, Luftfahrt und Schiffen spart jedes Gramm Gewicht über die Lebensdauer der Fahrzeuge Kraftstoff“, erklärt Prof. Dr. Markus Milwich. Laut U.S. Department of Energy senkt die Gewichtsreduktion bei einem Fahrzeug von 10 % den Energieverbrauch um bis zu 8 % . Faserverstärkte Kunststoffe erhöhen zudem die Effizienz ohne Sicherheitsverlust. Weiterer Schritt: Thermoplastische Matrixsysteme auf PET-Basis, die Recyclingfähigkeit mit der Stabilität von Carbon verbinden. Kunststoffe sind damit fester Bestandteil für leichte Hochleistungsstrukturen in der Mobilität von morgen. Prof. Dr. Markus Milwich: „Durch sehr gute Energie- und Rohstoffeffizienz steht Leichtbau für Klimaschutz, Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung.“
Über „Plastic is Fantastic“
Bei „Plastic is Fantastic“ geht es um die Beziehung zwischen dem Menschen und einem der elementarsten Bausteine der Zivilisation: Kunststoff. Die Initiative will mit sachlichen Beiträgen die Wertschätzung erreichen, die dem vielseitigen Material angemessen ist.
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- Auto (Wikipedia)
Ein Automobil (Kraftwagen, in der Schweiz amtlich Motorwagen) ist ein mehrspuriges motorgetriebenes Straßenfahrzeug zur Beförderung von Personen oder Lasten. Die umgangssprachliche Kurzform Auto bezeichnet vor allem Kraftfahrzeuge, die zum Transport von Personen bestimmt sind. Amtlich werden diese als Personenkraftwagen (kurz: Pkw) bezeichnet, oder – bei mehr Sitzplätzen – als Kraftomnibus. Automobile, die keine PKW sind, werden als Nutzfahrzeug bezeichnet. Lastkraftwagen (Lkw) dienen mehrheitlich dem Straßentransport von Gütern. Der weltweite Fahrzeugbestand lag im Jahr 2010 bei über 1,015 Milliarden Automobilen und stieg seitdem kontinuierlich an. 2011 wurden weltweit über 80 Millionen Automobile gebaut. In Deutschland waren im Jahr 2012 etwa 51,7 Millionen Kraftfahrzeuge zugelassen, davon sind knapp 43 Millionen Personenkraftwagen. - CFK (Wikipedia)
CFK steht als Abkürzung für: Carbonfaserverstärkter Kunststoff, siehe Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff Fluorchlorkohlenwasserstoffe, eine Gruppe chemische Stoffe Clausenengen FK, norwegischer Fußballverein Cristina Fernández de Kirchner, eine ehemalige Präsidentin von Argentinien Chemische Fabrik Kalk, ein ehemaliges Chemieunternehmen in Köln Chemiefaserkombinat, ein ehemaliger Volkseigener Betrieb in der DDR, siehe Schwarza (Rudolstadt) Christliche Friedenskonferenz, eine Nicht-Regierungsorganisation - gfk (Wikipedia)
GFK steht für: Glasfaserverstärkter Kunststoff, ein Werkstoff aus Kunststoff und Glasfasern Glasfaserkabel, siehe Lichtwellenleiter Genfer Flüchtlingskonvention, siehe Abkommen über die Rechtsstellung der Flüchtlinge Gesellschaft für Kulturaustausch Gesellschaft zur Förderung der inneren Kolonisation Gewaltfreie Kommunikation, ein Konzept zur Kommunikation Gleisfeldkonzentrator, ein Element von Digitalen Stellwerken, siehe Digitales Stellwerk #Gleisfeldkonzentrator Grand Forks International Airport (IATA-Code), US-amerikanischer Flughafen GfK steht für: GfK (Unternehmen), deutsches Marktforschungsunternehmen GfK Entertainment, deutsches Marktforschungsunternehmen GfK-Verein, seit 2019 Nürnberg Institut für Marktentscheidungen, eine Non-Profit-Organisation zur Erforschung von Konsum- und Marktentscheidungen gfk steht für: Patpatar (ISO-639-3-Code), eine der ozeanischen Sprachen in der New Ireland Province, Papua-Neuguinea Siehe auch: - Kunststoff (Wikipedia)
Als Kunststoff, auch Plastik beziehungsweise regional Plaste oder Plast, werden Werkstoffe bezeichnet, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen. Wichtige Merkmale von Kunststoffen sind ihre technischen Eigenschaften, wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und chemische Beständigkeit, die sich durch die Wahl der Makromoleküle, Herstellungsverfahren und in der Regel durch Beimischung von Additiven in weiten Grenzen variieren lassen. Kunststoffe werden bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften in drei großen Gruppen unterteilt: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Die ISO 1043 legt für eine große Anzahl von Kunststoffen Kurzzeichen fest. Kunststoffe werden zu Formteilen, Halbzeugen, Fasern oder Folien weiterverarbeitet. Sie dienen als Verpackungsmaterialien, Textilfasern, Wärmedämmung, Rohre, Bodenbeläge, Bestandteile von Lacken und Klebstoffen, Waschmitteln und Kosmetika, als Material für Sportgeräte und Spielzeug, in der Elektrotechnik für Isolierungen, Leiterplatten, Gehäuse, im Fahrzeugbau für Reifen, Polsterungen, Armaturenbretter, Benzintanks und vieles mehr. Die jeweiligen Makromoleküle eines Kunststoffes sind Polymere und daher aus wiederholenden Grundeinheiten aufgebaut. Die Größe der Makromoleküle eines Polymers variiert zwischen einigen tausend bis über eine Million Grundeinheiten. Beispielsweise besteht das Polymer Polypropylen (Kurzzeichen PP) aus sich vielfach wiederholenden Propyleneinheiten. Die Polymere können unverzweigte, verzweigte oder vernetzte Moleküle sein. Die Polymere können aus Naturstoffen gewonnen oder rein synthetisch sein. Synthetische Polymere werden durch Kettenpolymerisation, Polyaddition oder Polykondensation aus Monomeren oder Prepolymeren erzeugt. Halbsynthetische Kunststoffe entstehen durch die Modifikation natürlicher Polymere (vorwiegend Zellulose zu Zelluloid), während andere bio-basierte Kunststoffe wie Polymilchsäure oder Polyhydroxybuttersäure durch die Fermentation von Zucker oder Stärke hergestellt werden. Zwischen 1950 und 2015 wurden weltweit rund 8,3 Mrd. Tonnen Kunststoff hergestellt – das ergibt etwa eine Tonne pro Kopf der Weltbevölkerung. Die Hälfte … - leichtbau (Wikipedia)
Leichtbauweise oder auch kurz Leichtbau ist ein Konstruktionsprinzip, welches die Gewichtseinsparung zum Ziel hat. Die Gründe für die Konstruktion in Leichtbauweise können dabei unterschiedlich sein und reichen vom geringeren Verbrauch an Rohmaterialien bei der Herstellung, was Kosten senkt und gleichzeitig auch den ökologischen Fußabdruck verkleinern kann, bis zur Herstellung von Produkten, die ohne konsequentem Leichtbau ihre Funktion nicht erfüllen können (zum Beispiel ein Luftschiff). Bei bewegten Massen (Fahrzeuge, Roboterarme, Maschinenkomponenten usw.) können durch Leichtbau die Betriebskosten reduziert und mit gleicher Kraft höhere Beschleunigungen erzielt werden. Einsparungen im Betrieb des optimierten Produktes steht häufig ein Mehraufwand bei Entwicklung, Herstellung und Montage gegenüber (Optimierungsproblem). Leichtbau wird einerseits durch die konstruktive Gestaltung und andererseits durch die Werkstoffwahl erzielt. Es existiert keine genaue Abgrenzung für die Einstufung von Produkten als Leichtbau. - Sicherheit (Wikipedia)
Sicherheit bezeichnet allgemein den Zustand, der für Individuen, Gemeinschaften sowie andere Lebewesen, Objekte und Systeme frei von unvertretbaren Risiken ist oder als gefahrenfrei angesehen wird. Für Individuen und Gemeinschaften bezeichnet Sicherheit den Zustand des Nicht-bedroht-Seins der Freiheit ihrer ungestörten Eigenentwicklung in zweierlei Hinsicht: im Sinne des tatsächlichen (objektiven) Nichtvorhandenseins von Gefährdung – als Sicherheit im objektiven Sinne, sowie im Sinne der Abwesenheit von (subjektiver) Furcht vor Gefährdung – als Sicherheit im subjektiven Sinne. Der Begriff „Sicherheit“ umfasst innere wie äußere Sicherheit von Gemeinschaften und schließt – insbesondere im Fall von Staaten – die politische, militärische, ökonomische, soziale, rechtliche, kulturelle, ökologische, technische u. a. Sicherheiten in sich ein. - Verkehr (Wikipedia)
Verkehr (abgekürzt: Verk.) ist die gezielte Ortsveränderung von Personen und materiellen Gütern sowie von Nachrichten, Informationen, Energie und Wasser auf dafür vorgesehenen Wegen. Gleichzeitig ist der Verkehr die Gesamtheit dieser Personen und Dinge, die sich auf den dafür vorgesehenen Wegen bewegen oder befördert werden. Bestimmte Verkehrsarten legen die Form der Bewegung (Transport), der Objekte (Entitäten) und des Verkehrssystems fest, z. B. Straßenverkehr, Personenverkehr, Güterverkehr, Nachrichtenverkehr, Individualverkehr, Verkehrsmittel oder Verkehrsweg.
