Story
Materialwerte*
Jochen Hardt, Vice President, Global Marketing Mobility bei Covestro, plädiert für Polymere und Polycarbonate in Mobilitätslösungen
Die gesamte Automobilindustrie ist gerade dabei, sich neu zu erfinden. Die Entwicklung über den Kontext des „herkömmlichen“ Autos hinaus ist dabei eine der größten Herausforderungen. Aktuell befindet sich die gesamte Wertschöpfungskette der Branche weltweit in Aufruhr, denn auch sie muss sich neu erfinden. Einer der zentralen Treiber dafür ist die Umwelt. Mittelfristig bedeutet dies eine Abkehr vom Antrieb mit Verbrennungsmotoren hin zu Elektroantrieben. Dabei werden verschiedene Arten von Hybrid-, Wasserstoff- und vollelektrischen Fahrzeugen eine Rolle spielen und auch die Architektur der Autos wird sich verändern.
Mit der Architektur ändert sich auch die etablierte Zuliefererkette auf dem Markt: Wir werden sehen, wie völlig neue Marktteilnehmer aus verschiedenen Branchen in die Automobilbranche vordringen und klassische Zulieferer von Antriebskomponenten in Schwierigkeiten geraten, weil ihr Kerngeschäft beeinträchtigt wird. Diese Beeinträchtigung geht Hand in Hand mit dem zweiten großen Trend: der Konnektivität. Dadurch, dass sich die Fahrzeuge immer besser miteinander verbinden lassen, werden sie Teil eines größeren und integrierten Ökosystems.
Covestro beliefert die Automobilindustrie seit vielen Jahren und hat bereits viele bedeutende Veränderungen in diesem Geschäft erlebt. Unsere Aufgabe besteht darin, diesen Herausforderungen mit Lösungen in Form neuer Materialtechnologien zu begegnen, die in Partnerschaft mit unseren Kunden entwickelt werden. Covestro ist [als Bayer] seit 1967 gemeinsam mit seinen Partnern an der Entwicklung von Konzeptfahrzeugen beteiligt. Hier geht es darum, zu zeigen, was möglich ist, mit Technologie und Materialien, die in naher Zukunft marktreif werden und auch mit Lösungen, die zwar etwas mehr Fantasie erfordern, jedoch nicht völlig unrealistisch sind. Es geht also nicht nur um die Materialien, die wir herstellen. Es geht auch um den Kontext und das Verständnis von Technik, Funktionen, Elektronik und Design sowie um die Auswirkungen, die diese Aspekte auf die Mobilitätstrends der Zukunft haben können.
Unsere Rolle ist die Entwicklung und Lieferung hochwertiger Materialien, von Polycarbonatverbundwerkstoffen oder Polyurethanen über Beschichtungen, Klebstoffe und Spezialfolien bis hin zu Materialien für den 3D-Druck. Dabei ist die aktive Erforschung zukünftiger Anwendungen für diese Materialien jenseits des aktuellen Automobilkontexts auch Teil unserer Philosophie. Wir sehen die Lösungen der Zukunft als eine Verbindung von Design – denn wir alle lieben ansprechende Produkte – mit Technologie, Verfahren und Materialien. Covestro ist gut aufgestellt, um Designer darin zu unterstützen, die notwendigen Änderungen vorzunehmen, ohne dass durch diese Materialinnovationen die Designfreiheit eingeschränkt wird
Ein Beispiel dafür ist die Konnektivität: Die Besitzer von Fahrzeugen der Zukunft werden die Systeme des Fahrzeugs zur externen und internen Kommunikation nutzen und das Fahrzeug selbst wird Teil eines Kommunikationsnetzes in einem übergeordneten Verkehrssystem sein. Dies erfordert die Integration von Anwendungen für Interieur und Exterieur, wie z. B. Sensorsysteme, LiDAR-Systeme oder Radar- und Kamerasysteme. In diesem Kontext können Polycarbonate und andere Materialien, die wir anbieten, bei der Integration der Technologie, die zur Schaffung dieses nahtlosen Kommunikationsnetzes erforderlich ist, eine entscheidende Rolle spielen. Doch dafür müssen wir verstehen, wie diese Systeme funktionieren: wie Radar funktioniert, welche Rolle dabei Wellenlängen spielen usw. Wir beschäftigen Experten und Fachleute in diesem Bereich und arbeiten außerdem sehr eng mit den Fakultäten und Instituten für Design an Hochschulen und Universitäten auf der ganzen Welt zusammen, um neue Ideen zu entwickeln und zu beurteilen. Dies ist ein weiterer Bestandteil unserer Philosophie.
Die Recyclingfähigkeit von Materialien wird immer wichtiger. Daher plant Covestro, mit einer geringeren Anzahl von Materialklassen zu arbeiten, um einfachere und bessere Recyclingprozesse zu gewährleisten. Die Förderung der Nachhaltigkeit ist eine komplexe Aufgabe für die Automobilindustrie. Sie beginnt mit der Reduzierung des Energieverbrauchs und des Kohlenstofffußabdrucks in der Herstellungsphase; sie spielt jedoch auch beim Energieverbrauch und der Energieeffizienz eine Rolle, da sich beide Aspekte über die gesamte Lebensdauer eines Fahrzeugs auf seinen Fußabdruck auswirken. Und auch die Belastungen durch ein Fahrzeug am Ende seiner Lebensdauer müssen berücksichtigt werden. Das Ziel besteht darin, mittel- bis langfristig kohlenstoffneutral zu werden, zum Beispiel durch den Einsatz erneuerbarer Energien, und wir sind bestrebt, dieses Ziel auch zu erreichen. So hoffen wir, erdölbasierte Materialien letztlich vollständig durch synthetische oder biobasierte Polymere ersetzen zu können. Man könnte zum Beispiel in das chemische Recycling expandieren und aus dem Abfallstrom völlig neue Polymere entwickeln. Die Automobilindustrie steht hier vor einer gewaltigen Aufgabe mit vielen Herausforderungen – doch auch mit vielen Chancen.
Das Konzept für ein Fahrzeuginterieur, das wir auf der Messe K 2019 (Düsseldorf, Deutschland) gezeigt haben, beleuchtet die Veränderungen, die wir in der Automobilindustrie beobachten, und beginnt einen visuellen Dialog mit der Branche über die beiden Haupttreiber für Umweltbelange und Konnektivität.
Das Interieur wurde speziell für eine elektrische Plattform entwickelt. Damit ist es sehr geräumig und erlaubt uns eine völlig neue Betrachtungsweise des Fahrzeuginnenraums. Um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen, haben wir leichte Materialien verarbeitet, doch wir haben auch Wert darauf gelegt, dass diese Leichtigkeit beim Betrachten des Innenraums auffällt, um die Veränderung zu vermitteln und die Vorteile der geräumigen Plattform von Elektrofahrzeugen zu unterstreichen. Um dies zu erzielen, haben wir Polycarbonate und kohlenstoffverstärkte Verbundwerkstoffe, kompakte Polyurethanschaumverkleidungen auf den Sitzflächen und mit Insqin® wasserbasierte Säuregehaltkunststoffe verbaut. Dieses Material wurde speziell mit Blick auf ein gemeinsam genutztes Fahrzeug ausgewählt. Es ist sehr robust und bietet dennoch ein hochwertiges und luxuriöses Gefühl. Darüber hinaus kann der Fahrzeuginnenraum von der Unterseite aus mit LEDs beleuchtet werden, um unterschiedliche Übereinstimmungskriterien zu erzeugen. Wenn man Materialien verbaut, die bei Bedarf Lichtdurchlässigkeit oder Transparenz für Lichtfunktionen zulassen, können Sie mit verschiedenen Stimmungen spielen: Das Autointerieur lässt sich dadurch an unterschiedliche Anwendungsfälle anpassen und sorgt so für ein personalisiertes Fahrgasterlebnis.
Zudem haben wir Display- und Projektionsflächen in das Konzept integriert, um den Fahrzeugbesitzern die Möglichkeit zu geben, das Erlebnis flexibel an Infotainment und Kommunikation auszurichten. Mit Polycarbonaten und Polycarbonatfolien lässt sich praktisch jede ansprechende Form erzeugen, einschließlich gebogener Displays. Große, nahtlos integrierte 3D-Displays werden ein zentrales Merkmal der Fahrzeuge der Zukunft sein. Wir sind überzeugt, dass Polycarbonat Designern einen völlig neuen Gestaltungsspielraum bietet, um komplexe Kurven und Geometrien zu schaffen, die mit herkömmlichen Materialien wie Glas nicht möglich sind. Sicht und Funktionalität für die Passagiere werden dadurch verbessert, während die ansprechende Optik des dünnen und transparenten Polycarbonats gleichzeitig benutzerfreundlicher ist.
Die autonomen Fahrzeuge der Zukunft werden eine multisensorische Erfahrung und ein verbessertes Fahrerlebnis ermöglichen. Unsere Aufgabe besteht darin, darüber nachzudenken, wie Materialien dies unterstützen können. Flexible Innenausstattungen, wie z. B. die Kuppel für mehr Privatsphäre in unserem Konzept, passen sich den individuellen Bedürfnissen der Fahrgäste an und schaffen eine individuelle Erfahrung. Diese Kuppel veranschaulicht gleichzeitig die Vorteile von Polyurethanakustikschaum für das Akustikmanagement in Elektrofahrzeugen. Der durch den Antrieb erzeugte Lärm fällt weg, sodass neben der aktiven elektronischen Geräuschunterdrückung auch intelligente Materialien eingesetzt werden können, um unerwünschte Geräusche im Fahrgastraum zu vermindern.
Bei diesem Konzept könnte es sich um ein gemeinsam oder privat genutztes Fahrzeug handeln, das entweder von einer Person gelenkt oder vollständig autonom fahren kann. Diese möglichen Anwendungsfälle hatten wiederum Einfluss auf die Innovationen, die wir für das Interieur entwickelt haben.
Mit diesem Konzept wollten wir auch das autonome Modell erforschen. Deshalb haben wir Funktionalitäten wie Loungesitze integriert, die sich drehen lassen, damit die Passagiere miteinander interagieren können.
Im Boden wurde beleuchteter Marmor verbaut. Dies zeigt, was wir durch die Kombination unserer Materialien erreichen können, entweder mit darauf aufgebrachten Folien – man kann durch Digitaldruck viele Arten beleuchtbarer Oberflächen erzeugen – oder mit natürlichen Materialien. Wir lassen Licht durch eine hauchdünne Holzschicht fließen, die in eine Polycarbonatstruktur integriert ist. Das Gleiche ist auch mit Marmor, Granit und anderen Gesteinsarten möglich. Hinter jeder Anwendung steht ein Material mit einer Entwicklungsgeschichte. Dadurch entsteht eine Kombination aus ansprechendem Design und praktischer Funktionalität.
Die autonomen Fahrzeuge der Zukunft werden eine multisensorische Erfahrung und ein verbessertes Fahrerlebnis ermöglichen. Unsere Aufgabe besteht darin, darüber nachzudenken, wie Materialien dies unterstützen können.
Diese Leichtbauweise bietet ebenfalls interessante Möglichkeiten für neue Designs, die einerseits ansprechend und funktionell sind und andererseits eine geringere Umweltbelastung ermöglichen, zum Beispiel bei Plattformen für Elektrofahrzeuge. Covestro kann mit per 3D-Druck hergestellten Polycarbonaten äußerst minimalistische Armaturenbrettstrukturen schaffen. Polycarbonat ist transparent, es kann also beleuchtet werden. Gleichzeitig ist es robust und ermöglicht dadurch eine äußerst schlanke Struktur. Unser kohlenstofffaserverstärktes Material Maezio® bringt die Leichtbauweise auf eine völlig neue Stufe. Für dieses Konzept haben wir den Tisch aus Maezio® gefertigt, um eine ultraflache, ultraleichte und supersteife Struktur zu erreichen. Covestro hat gemeinsam mit Car Design News den Einband für dieses Buch aus Maezio® gestaltet. Seine hohe Steifigkeit und Leichtigkeit führten in Kombination mit der sichtbaren Maserung des Materials zu der Idee, dass wir Maezio® als Hardcover für Car Design Review 7 verwenden könnten. Die Entwicklung des Prototypen ähnelte in vielerlei Hinsicht der in anderen Branchen, doch es ist immer spannend, die Anwendungsmöglichkeiten eines Materials über die Möglichkeiten hinaus zu testen, die bisher in Betracht gezogen wurden.
Für eine noch extremere Leichtbauweise können statt Glas Polycarbonate verwendet werden – und auch dies haben wir in dem 2019er Konzept untersucht. Mit Fenstern aus Polycarbonat lassen sich gegenüber der Variante aus Glas je nach Ausführung durchschnittlich 30 bis 50 Prozent Gewicht einsparen. Zudem bietet es den Vorteil, dass die Wärmedämmung von Polycarbonaten viel besser ist als die von Glas, wodurch Energieeinsparungen bei Heizung und Lüftung erzielt werden können – ein Aspekt, der gerade bei Elektroautos von hoher Bedeutung ist. Für eine verbesserte Isolierung muss die Fahrzeugkarosserie rundum isoliert werden. Auch hier sind polymere Werkstoffe erforderlich, z. B. im Sandwich der Türverkleidungen.
Wir sehen die Lösungen der Zukunft als eine Verbindung von Design – denn wir alle lieben ansprechende Produkte – mit Technologie, Verfahren und Materialien.
Dächer aus Polycarbonat sind auch in Bezug auf die Konnektivität praktisch, da Polycarbonate eine verbesserte elektronische Übertragung ermöglichen – die traditionellen Dächer aus Metall bieten keine gute Durchlässigkeit für Radar- und Sensorkommunikationssysteme. Es wird deutlich, dass es vielfältige Gründe dafür gibt, polymere Werkstoffe für den Einsatz in Fahrzeugen in Betracht zu ziehen, nicht nur für ein geringeres Gewicht oder mehr Gestaltungsfreiheit für das Design, sondern aufgrund vielfältiger Faktoren, von denen viele noch immer auf ihre Entdeckung warten.
Das übergeordnete Ziel unserer Design-Kooperationen wie des Konzepts K 2019 und des Buchdeckels des Car Design Review 7 besteht darin, zu demonstrieren, was mit diesen Materialien möglich ist. Dabei geht es jedoch nicht nur um die ästhetischen Aspekte. Für uns geht es immer auch darum, Fortschritte in der Materialtechnologie zu machen. Das ist unser Beitrag zu dieser Entwicklungsgeschichte, das ist unsere Rolle in dieser Zukunft des Fahrzeugdesigns.
* Dieser Artikel wurde von Car Design News verfasst und auf ihrer Website veröffentlicht. Um weitere Informationen aus Car Design News Volume VII zu erhalten, klicken Sie bitte hier
Unsere Aufgabe besteht darin, Herausforderungen mit Lösungen in Form neuer Materialtechnologien zu begegnen, die in Partnerschaft mit unseren Kunden entwickelt werden.
