 |
|
|
| |
 |
|
Lexus
Faszination Karbonfaser
LEXUS setzt beim Supersportler LFA auf den
Werkstoff der Zukunft. |
Lexus Faszination
Karbonfaser
Je leichter ein Fahrzeug ist, desto schneller kann
es bewegt werden, wenn die Leistung stimmt. Mit
421 kW/560 PS ist der neue Supersportler LEXUS LFA
bestens gerüstet, um auch anspruchsvollsten
Piloten schier unerschöpfliche Leistungsreserven
zur Verfügung zu stellen. Um den einzigartigen
Front-Mittelmotor-Zweisitzer besonders leichtfüßig
zu gestalten, ging LEXUS auch bei der Konstruktion
der Karosserie neue Wege.
In einem sehr frühen Entwicklungsstadium entschieden
sich die Ingenieure für eine Konstruktion aus
karbonfaserverstärktem Kunststoff ("Carbon
Fiber Reinforced Plastic", kurz: CFRP). Dazu
fasste LEXUS den ambitionierten Entschluss, alle
Formteile aus CFRP selbst zu entwickeln und zu fertigen.
LEXUS profitiert dabei von der Tradition des größten
japanischen Automobilkonzerns: Die industriellen
Anfänge der Toyota Motor Corporation liegen
in der Entwicklung und Fertigung von weltweit führenden
maschinellen Webstühlen. Mit Hilfe neu entwickelter
Webstühle für CFRP werden nun für
das Karosseriekleid des LEXUS LFA Kohlefaserfäden
zu einer Mattenstruktur verbunden. Die in Formen
gepackten Matten erhalten anschließend durch
Erhitzen und Pressen unter Hochdruck in einem Autoklav
ihre enorme Festigkeit.
Im Gegensatz zu anderen in CFRP-Bauweise hergestellten
Supersportwagen wird für die LFA-Karosserie
erstmals eine an Raumfahrtprogramme angelehnte Kunststofftechnologie
eingesetzt. Etwa 65 Prozent des Gewichts der LFA-Karosserie
entfallen auf Bauteile aus CFRP, die restlichen
35 Prozent der Teile bestehen aus Leichtmetalllegierungen.
CFRP kam sogar für den Motorhaubenaufsteller
als Ersatz für einen schwereren hydraulischen
Teleskoparm zum Einsatz.
Dank der Kohlefaser-Karosse ist der LEXUS LFA leichter
als fast alle Konkurrenten in der Klasse der Supersport-Zweisitzer
über vier Liter Hubraum. So wiegt der LFA lediglich
1.480 Kilogramm. In Summe ergibt sich ein Leistungsgewicht
von 2,64 Kilogramm je PS. Das sorgt für rasante
Beschleunigung. Umgekehrt ist die geringe Masse
des LFA am Kurveneingang auch leichter und damit
schneller zu bremsen: ideal für ein leichtfüßiges
Handling nicht nur auf der Rundstrecke.
Die gegenüber Leichtmetall um ein Vierfaches
höhere Steifigkeit von CFRP verleiht der zentralen
Struktur der Fahrgastzelle nicht nur eine außerordentliche
Stabilität, sondern führt auch zu einer
Gewichtsersparnis von rund 100 Kilogramm gegenüber
einer vergleichbaren Aluminiumkarosserie.
Entsprechend der dynamischen Beanspruchung, der
Formgebung und der Funktion der einzelnen Bauteile
wurden drei unterschiedliche CFRP-Herstellungstechniken
eingesetzt. Bei Komponenten für die steife
und stabile Struktur der Fahrgastzelle wird das
arbeits- und kostenintensive "Prepreg"-Handfertigungsverfahren
angewendet, bei dem mit thermisch härtendem
Flüssigharz imprägnierte Kohlenstofffasermatten
in einem speziellen Ofen erhitzt und in Formen gepresst
werden.
Die CFRP-Komponenten für die Bodengruppe mit
dem Getriebetunnel, für das Dach und die Motorhaube
werden unter Einsatz des "Resin Transfer Moulding"
(RTM)-Verfahrens hergestellt. Hier wird vor dem
Erhitzen und Aushärten Flüssigharz in
trockene, vorgeformte Kohlenstofffaserteile eingearbeitet.
Das Kohlenstofffaserverstärkte "Sheet
Moulding Compound"-Verfahren (C-SMC, Matten-Form-Verbund),
bei dem kurzfaserige Materialien in einer Form heiß
gepresst werden, verwendet Lexus bei der Herstellung
der C-Säulen und ihrer Träger sowie dem
Unterboden am Heck.
Die neue Materialstruktur setzt Lexus auch optisch
ein, um den Hightech-Charakter des Boliden zu unterstreichen.
So sind die Karbonteile an der Unterseite der Motorhaube,
an den Türschwellern oder an der Innenseite
des Heckklappenrahmens sichtbar. Zudem bestehen
selbst das Lenkrad und Elemente des Zündschlüssels
aus CFRP.
Parallel zur Einführung von CFRP entwickelte
das LFA-Team auch eine neuartige Technik zur Verbindung
von Kohlenstofffaser- und Metallteilen – bislang
ein schwierig zu beherrschendes Unterfangen. Konventionelle
Verbindungsverfahren arbeiten meist mit einem in
das CFRP eingeschraubten Leichtmetallgewindeeinsatz.
LEXUS entwickelte dagegen ein neuartiges, besseres
System, bei dem ein Leichtmetall-Flanschkragen mit
Innengewinde in das Bauteil aus CFRP eingeschrumpft
wird. Auf diese Weise können Metall- und Kohlenstofffaserteile
ohne direkten Kontakt mittels einer Schraubverbindung
formschlüssig verbunden werden. Typische Schwächen
herkömmlicher Verbindungsverfahren sind ausgeschlossen.
Dank des intern entwickelten automatischen Fertigungsprozesses
lässt sich das Kohlenstofffaser-Herstellungsverfahren
auch für die zukünftige Serienfertigung
einsetzen und wird sich bei der Entwicklung neuer
Modelle bezahlt machen. Der Fahrer des LEXUS LFA
profitiert vom vielfältigen Knowhow der Fertigungsingenieure
besonders. Er kann jederzeit erleben, wie das leichtfüßige
und besonders exakte Handling des Supersportlers
auf jedem zurückgelegten Kilometer die Fahrfreude
steigert und darf sich dabei als Vorreiter fühlen.
Foto: Lexus LFA |
|
|
|
|
