Markt-Trends von Deutschland Automotive Composites Industrie
Zunehmender Einsatz von Leichtbaumaterialien
- Bei ausreichenden technologischen Fortschritten wird erwartet, dass deutsche Hersteller einen Anstieg der Nachfrage nach Autoexporten verzeichnen werden, was, so der Praktikant, die Nachfrage nach Verbundwerkstoffen erhöhen wird, da die Hersteller versuchen, das Autogewicht zu reduzieren, um mit den Emissionsnormen auf der ganzen Welt Schritt zu halten.
- Mit der Einführung von Elektroautos auf dem Markt wird erwartet, dass die Wachstumsrate im prognostizierten Zeitraum steigt. Während Deutschland sich auf dem Weg zur Reduzierung des Energieverbrauchs befindet, wird sich der Automobil-Verbundwerkstoffmarkt positiv auswirken. Die Automobilindustrie konzentriert sich seit Jahrzehnten auf das Fahrzeuggewicht, da das Fahrzeuggewicht einen direkten Einfluss auf die Fahrdynamik und den Kraftstoffverbrauch hat.
- Aufgrund der hohen Kosten potenzieller Leichtbaulösungen und der geringen Zahlungsbereitschaft der Verbraucher für Gewichtsreduzierung im Automobilbereich ist der Einsatz kostspieliger Leichtbaumaterialien bisher begrenzt. Da Regierungen auf der ganzen Welt strenge Emissionsvorschriften einführen und in den kommenden Jahren sogar noch höhere Emissionsstandards planen, wird die Bedeutung von Leichtbaumaterialien zunehmen. In einem typischen Automobil werden 50 % des Volumens an Fasern verwendet, während das Gewicht nur 10 % beträgt. Nach Angaben des US-Energieministeriums (DOE) führt eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts um 10 % zu einer Steigerung des Kraftstoffverbrauchs um 6–8 %. Aus diesem Grund haben Unternehmen damit begonnen, Materialien wie Kohlefaser- und Glasfaserverbundstoffe zu verwenden, um Fahrzeuge leicht und kraftstoffeffizient zu machen. Der Einsatz von Glasfaserverbundwerkstoffen trägt dazu bei, den Fahrzeugverbrauch um 25 % zu reduzieren. Die EU-Emissionsvorschriften schreiben ab 2021 nur noch 95 g/km CO2 vor, mit einer weiteren Reduzierung um 15 % bis 2025 und einer weiteren Reduzierung um 30 % bis 2021.
- Gemäß den europäischen Richtlinien und Standards (2000/53/EG – End Life 0f Vehicles) des US-Verkehrsministeriums muss die Automobilindustrie bestimmte Normen für das umweltfreundliche Recycling und die Demontage von Fahrzeugen, höhere Standards für die Kraftstoffeffizienz und eine höhere Kraftstoffeffizienz einhalten bei der Verwendung wiederverwertbarer Materialien, was ein hohes Wachstumspotenzial für den Verbundwerkstoffmarkt im prognostizierten Zeitraum bietet. Eine Verlangsamung des globalen Wirtschaftswachstums und strukturelle Veränderungen in der Automobilindustrie schaden diesem Markt, doch im Prognosezeitraum wird erwartet, dass der Verbundwerkstoffmarkt wächst.
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Technologische Fortschritte, um den Markt voranzutreiben
- Technologische Fortschritte spielen eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung des deutschen Automotive-Composite-Marktes. Diese Fortschritte haben zur Entwicklung innovativer Materialien, Herstellungsverfahren und Anwendungen geführt, die eine verbesserte Leistung, Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit bieten. Hier sind einige wichtige technologische Fortschritte, die zum Wachstum des deutschen Automobil-Verbundwerkstoffmarktes beitragen:
- Die Entwicklung neuer Verbundwerkstoffe mit verbesserten Eigenschaften war eine wesentliche treibende Kraft. Beispielsweise bieten kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe ein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Diese Materialien werden zunehmend in der Automobilindustrie eingesetzt, um das Gewicht von Fahrzeugen zu reduzieren, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern und die Gesamtleistung zu steigern.
- Beispielsweise kündigte BMW im März 2023 an, bei der Produktion seines neuen Elektrofahrzeugs iX Kohlefaserverbundwerkstoffe zu verwenden. Dies ist ein bedeutender Schritt, da es das erste Mal ist, dass BMW Kohlefaserverbundwerkstoffe in einem Serienfahrzeug verwendet.
- Hybridverbundstoffe, die verschiedene Arten von Verstärkungsfasern kombinieren oder Fasern mit anderen Materialien kombinieren, haben an Bedeutung gewonnen. Durch die Kombination der Vorteile verschiedener Materialien bieten Hybridverbundwerkstoffe verbesserte mechanische Eigenschaften und maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Anwendungen. Diese Technologie ermöglicht es Herstellern, die Gewichtsreduzierung zu optimieren, die Festigkeit zu erhöhen und Kosteneinsparungen zu erzielen.
- Fortschrittliche Fertigungsverfahren wie die automatisierte Faserplatzierung (AFP) und das automatisierte Tapelegen (ATL) haben die Produktion von Verbundbauteilen revolutioniert. Diese Prozesse ermöglichen eine präzise Faserplatzierung und reduzieren menschliche Fehler, was zu einer höheren Produktionseffizienz, einer verbesserten Teilequalität und geringeren Herstellungskosten führt. Der Einsatz von Robotik und computergesteuerten Systemen in der Verbundwerkstofffertigung hat die Produktionsrate erheblich beschleunigt und die Anwendung von Verbundwerkstoffen im Automobilsektor erweitert.
- Computergestützte Konstruktions- (CAD) und Simulationswerkzeuge werden immer ausgefeilter und ermöglichen es Ingenieuren, Verbundstrukturen genau zu modellieren und zu analysieren. Diese Tools helfen bei der Optimierung des Komponentendesigns, der Vorhersage der Leistung und der Simulation von Herstellungsprozessen. Die Fähigkeit, Verhalten zu simulieren und vorherzusagen, ermöglicht eine effiziente Produktentwicklung und reduziert den Bedarf an kostspieligen physischen Prototypen.
- Der Fokus auf Nachhaltigkeit hat die Entwicklung umweltfreundlicher Verbundwerkstoffe und Herstellungsverfahren vorangetrieben. Recycelte Kohlenstofffasern, biobasierte Harze und Naturfasern werden zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit geringerer Umweltbelastung verwendet. Darüber hinaus haben Fortschritte in der Recyclingtechnologie die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen ermöglicht, wodurch Abfall reduziert und die allgemeine Nachhaltigkeit der Automobilindustrie verbessert wurde.
- Insgesamt treiben diese technologischen Fortschritte die Einführung von Automobilverbundwerkstoffen in Deutschland voran. Sie bieten erhebliche Vorteile wie Gewichtsreduzierung, verbesserte Leistung, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit und machen Verbundwerkstoffe zu einer attraktiven Wahl für Automobilhersteller, die den sich verändernden Anforderungen des Marktes gerecht werden möchten.
