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Intelligente Materialien ersetzen Stellmotoren für
Fahrzeugfunktionen
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Verbesserte Aerodynamik und geringeres Gewicht
reduzieren Verbrauch
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Bereits mehr als 175 US-Patente erteilt
beziehungsweise angemeldet
Warren, Michigan. Wissenschaftlern des General Motors GM
Research and Development Centers in Warren, Michigan,
ist ein Technologiedurchbruch bei intelligenten
Werkstoffen gelungen, die bereits in Serienfahrzeugen
des Jahres 2010 eingesetzt werden sollen. Bei diesen so
genannten smart materials handelt es sich um
Metall-Legierungen beziehungsweise Polymerwerkstoffe,
die Form sowie Festigkeit und Steifigkeit oder beides
verändern können, wenn sie Wärme, Druck, einem
Magnetfeld oder einer elektrischen Spannung ausgesetzt
werden. In der praktischen Anwendung bedeutet das:
Legierungen und insbesondere Polymerteile mit
Formgedächtnis können in ihre vorherige Form
zurückkehren und so eine Reihe von neuen technischen
Möglichkeiten für bewegliche Elemente am Fahrzeug
eröffnen.
„Intelligente Werkstoffe werden Aussehen und Anmutung
unserer Personenwagen und Nutzfahrzeuge verändern“,
sagte Larry Burns, GM Vice President of Research &
Development and Strategic Planning. „Mit ihnen kann
Funktionalität geradezu einprogrammiert werden. Sie
ermöglichen innovatives Design, höhere Effizienz sowie
neue und verbesserte Ausstattungen. Die Kunden werden
dann mehr Spaß an ihren Autos haben – und an der Art der
Bedienung.“
Bedienteile und Sensoren aus diesen Materialien haben
das Potenzial, die Leistung und die Treibstoffökonomie
eines Fahrzeugs günstig zu beeinflussen. Darüber hinaus
ermöglichen sie Funktionen zur Verbesserung des Komforts
und der Bedienfreundlichkeit. Anstelle herkömmlicher mit
Stellmotoren oder Hydraulik bewegter Bauteile
eingesetzt, reduzieren sie das Fahrzeuggewicht, die
Größe und Komplexität von Komponenten, erweitern den
Gestaltungsspielraum beim Design und verbessern
Funktionalität und Dauerhaltbarkeit.
Beispiele dafür sind aktive Karosserieteile wie zum
Beispiel Luftleitschienen oder Belüftungsgitter zur
Regelung des Luftstroms durch das Auto, die sich
geschwindigkeitsabhängig verstellen und so Aerodynamik
und Leistung verbessern. Dazu gehören aber etwa auch
Griffe für Hauben, Türen oder das Handschuhfach, die
eine erleichterte Bedienung bewirken.
Laut Alain Taub, Executive Director of GM Research &
Development, basieren die „smart materials“ auf
Fortschritten im Bereich von Werkstoffen, die GM bereits
im Lauf der letzten Jahre eingeführt hat. „Diese
Werkstoffe sind ein weiterer Schritt auf einer langen
Liste von Materialanwendungen, die wir bereits nutzen“,
sagte Taub. „Dazu gehören Beispiele wie neue Verfahren
zur Formgebung von Aluminium zur Weiterentwicklung von
Karosserieteilen, Polymer-Nanoverbundstrukturen, die bei
günstigen Kosten gleichzeitig über ein geringes Gewicht
und über hervorragende mechanische Eigenschaften
verfügen, sowie so genannte magnetorheologische
(magnetisierbare) Flüssigkeiten für verbesserte
Fahrwerkssysteme.“
„Die Eigenschaften von Legierungen und Polymerteilen mit
Formgedächtnis haben das Potenzial, ein neues Kapitel
bei hochentwickelten Materialien für den Automobilbau
aufzuschlagen“, sagte Taub. „Dabei kann man sogar an
Fahrzeugkomponenten denken, die sich im Schadensfall von
selbst reparieren. Oder man kann Teile so gestalten,
dass sie ihre Farbe oder ihr Erscheinungsbild
verändern.“
Intelligente Werkstoffe sind bereits in anderen
Industriezweigen bei unterschiedlichen Anwendungen im
Einsatz. Dazu zählen medizinische Geräte,
Mobiltelefon-Antennen, Spielwaren und Sportartikel. GM
arbeitet bei der Entwicklung potenzieller Anwendungen
mit den HRL Laboratories der Universität Michigan
zusammen. Auf dem Feld der Erforschung intelligenter
Werkstoffe oder der Entwicklung von Möglichkeiten ihres
Einsatzes gibt es derzeit bereits mehr als 175 U.S.
Patente, die GM hält beziehungsweise angemeldet hat.
