Leichtbau Revolution – Eine neue Werkstoffkultur für Design und Architektur

Netzwerk-Reihe Leichtbau im Kunststoffland NRW · Düsseldorf

29. April 2011

Während der Erfolg der Elektromobilität entscheidend davon abhängen wird, ob es den Automobilkonzernen gelingt, das Gewicht der Kraftfahrzeuge deutlich zu reduzieren, haben Leichtbaulösungen auch für Designer und Architekten stark an Bedeutung gewonnen. Leichte Werkstoffe reduzieren die für den Transport notwendige Energie, sie sind zudem einfacher zu montieren und reduzieren den konstruktiven Aufwand für Bau- und Produktlösungen. Wölbfacettierte Bleche, eigenverstärkte Thermoplaste, naturfaserverstärkte Konstruktionen oder Ultrahochfestbetone sind einige der jüngsten Entwicklungen, die die neue Werkstoffkultur charakterisieren. Ressourcen- und energieeffiziente Leichtbaulösungen werden von den Materialentwicklern angestrebt, um einem überflüssigen Werkstoffverbrauch entgegenzutreten.

So haben Textilen mittlerweile breiten Einzug gefunden in Architektur und Fahrzeugbau. Fasern finden vielfältige Anwendung zur Verstärkung von Kunststoffen (z.B. GFK, CFK) und Bauwerkstoffen (z.B. Faserbeton). Karbonfasern machen Granit biegsam und druckbeständig und somit gewinnbringend einsetzbar in vielfältigen Anwendungen. Schaumstrukturen auf Basis von Glas, Metall oder Keramik bieten neben dem Leichtbauaspekt vor allem Potenziale für den Schallschutz.

Zu den zellularen Werkstoffen zählen auch Strukturen aus metallischen Hohlkugeln mit Potenzialen für den Leichtbau und die Wärmedämmung. Abstandsgewebe mit eingebrachtem Trockenbeton machen im Innenausbau und für das Möbeldesign textil wirkende Strukturen aus Beton möglich. Quantz ist ein Ultrahochfestbeton, der dank mathematischer Modellierungsverfahren eine optimale Partikeldichte aufweist und filigrane Bauteile im Interiordesign möglich macht.

Wölbfacettierte Bleche gehen auf das Phänomen der natürlichen Selbstorganisation zurück und weisen eine geringe Blechdicke bei gleichzeitig hoher Formstabilität aus. Sie bilden viereckige oder hexagonal gewölbte Wabenstrukturen aus, die sich mit verbesserter Tragfähigkeit vor allem für Dachbereiche und Fassaden eignen.

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Bild: Velodrom in Berlin mit Metallgewebefassade