Leicht und spröde

Um Karbonfasern herzustellen, werden dünnste Fäden aus einem Kunststoff erhitzt, der nicht schmilzt, sondern verkohlt. Menschliche Haare sind zehn Mal dicker als die ultradünnen Fasern, die dabei entstehen. Wie Spaghetti lassen sich diese Gespinstfäden in Stücke brechen, die man dann einer Matrix aus einem Kunststoffharz beimengen kann. Einige Fahrzeugteile wie Stoßfänger werden schon heute aus solchen karbonfaserverstärkten Kunststoffen gefertigt. Mit Felgen für Autos und Motorräder experimentieren die Entwickler noch. Zum Beispiel die Firma Secar Technologie aus Mürzzuschlag in Österreich. Ihr Geschäftsführer ist Karl-Heinz Semlitsch.

"Die Faustregel besagt, dass zirka 50, 60 Prozent Karbonfasern dabei sein werden, und der Rest ist Matrixanteil. Man kann das auch als Hybridfelgen bezeichnen. Die Felge selbst ist aus Karbon, aber dort wo die Felge aufgenommen wird, könnte man Metall-Inserts integrieren, um Reibungsverluste zu minimieren. Wobei wir auch glauben, dass der Trend dahin geht – daran entwickeln wir auch mit – dass die Felgen irgendwann komplett aus Karbon sind."

Karbonfasern sind vier Mal so belastbar wie Stahl, sie wiegen aber nur ein Viertel. Und selbst gegenüber dem Aluminium, dem Standard im Automobil-Leichtbau, ergibt sich eine Gewichtsersparnis von 40 Prozent. Karbonfaserverstärkte Kunststoffe haben aber auch Nachteile. Semlitsch:

"Im Karbonfaserbereich ist noch viel Handarbeit. Jede Felge muss derzeit noch händisch hergestellt werden. Diese Verfahren haben den sehr großen Nachteil, dass die Stückzahl begrenzt ist. Man steigt deshalb immer mehr um auf Injektionssysteme, hat also ein Werkzeug, in dem das Felgendesign integriert ist. Man integriert die Fasern und injiziert ein Harz-Matrixsystem. Aber unser Hauptproblem ist, dass man diese Autofelgen bisher nicht so herstellen kann wie aus Aluminium, wo ein Hersteller 10 Millionen Stück herstellt. Da fehlen derzeit noch ein paar Nullen."

Secar Technologies stellt pro Jahr 100.000 Karbonfelgen für Rennräder und Mountainbikes her. Sie sind nicht nur bei der Tour de France zu sehen und werden auch im Freizeitsport immer beliebter. Man braucht dazu allerdings unbedingt geeignete Bremsbeläge – es hat schon Fälle gegeben, bei denen sich der Kunststoff der Felge bei einer Bergabfahrt wegen der Hitzeentwicklung verformt hat. Auch in der Formel 1 schätzen die Boliden das geringe Gewicht der Karbonfelgen. Für den Straßenverkehr sind sie bei Autos und Motorrädern bisher nicht zugelassen, sagt Karl-Heinz Semlitsch.

"Es wird auch wirklich noch ein paar Jahre dauern, bis die Straßenzulassung für Fahrzeuge durch ist. Denn eines darf man nicht vergessen: Die so genannte Schlagfestigkeit. Es ist ja ein Unterschied, ob ich mit einer Karbonfelge im Labor fahre, wo keine Steine oder sonstwas durch die Gegend fliegen, oder ob ich in den normalen Straßenverkehr gehe. Das wichtigste wird sein, und das wird auch kommen, dass man die Karbonfasern vor Außeneinwirkung schützt. Und an dem Thema sind derzeit viele Firmen dran."

Die Autohersteller haben großes Interesse an allem, was die Fahrzeuge leichter macht. Denn jedes Gramm weniger Gewicht bedeutet geringeren Treibstoffverbrauch und weniger Kohlendioxid-Ausstoß. Semlitsch:

"Wir kooperieren sehr eng mit zwei, drei großen Herstellern aus Deutschland, wo wir Zukunftsentwicklungen machen im Bereich Karbon. Und wir sind alle miteinander überzeugt davon, dass Karbonfasern in der Automobilindustrie in den nächsten Jahren massiv zunehmen werden."

Bevor es soweit ist, müssen aber noch weitere Probleme gelöst werden: Karbon ist teurer als Aluminium, das Recycling ist noch ungelöst, und Reparaturen sind unmöglich – Bauteile müssen immer komplett ausgetauscht werden. Bei einer defekten Felge ist das ohnehin der Fall. Karbonfelgen werden sich nur durchsetzen, wenn sie auch ein Schlagloch aushalten oder die Berührung mit einem Randstein. Vorher ist nicht einmal mit einer Zulassung zu rechnen.