Donkervoort: neuartige Kohlefaserbauteile mit Schaumkern - Neue Leichtigkeit

Der niederländische Sportwagenbauer Donkervoort hat ein neues Verfahren entwickelt, bei dem Karbonfasern mithilfe eines leichten Schaumkerns in fast jede erdenkliche Form gebracht werden können. Das eröffnet völlig neue Arten des Leichtbaus.

Die niederländische Sportwagenschmiede Donkervoort hat den Leichtbau zur Maxime erklärt. \"Während andere Autos elektronischer, größer und schwerer geworden sind, glauben wir immer noch an puristisches Autofahren und das Prinzip der Leichtgewichtigkeit\", heißt es in der Broschüre zum Donkervoort-D8 GTO S, die den Titel trägt: Keine Kompromisse - no Ccompromise). Dieser Grundsatz ist bei den handgefertigten Sportwagen Programm: Solche technischen Spielereien, wie Servolenkung, ESP oder einen Bremskraftverstärker sucht man in einem Donkervoort vergebens. Geschalten wird immer noch per Hand. Der Donkervoort D8 GTO-40 ist der vorläufige Höhepunkt der 40-jährigen Firmengeschichte: 678 Kilogramm Gewicht werden von 380 PS, die aus dem Audi 2.5 Liter Fünfzylinder stammen, der auch im TT RS seinen Dienst verrichtet, nach vorne gewuchtet. Das Resultat: in 2,7 Sekunden von null auf hundert. Das sind Werte eines Supersportwagens.

Angefangen hat alles 1978, aus einer Enttäuschung heraus. Der Firmengründer Joop Donkervoort hatte sich vergebens um die Vertriebsrechte des Lotus Seven bemüht und entschloss sich, die Dinge selbst in die Hand zu nehmen. In der eher einfachen Werkstatt Tienhoven entstehen Autos, wie der Donkervoort S7, der die Idee des Lotus S7 weiter verfeinert. Eine ganze Reihe von Autos folgte, die erst mit einem Ford-Motor und ab 1999 kommen die Triebwerke aus Ingolstadt.

Eine Prämisse stand bei den Flitzern aus den Niederlanden immer ganz oben. Leichtbau! Und das bedeutet Karbon. Beim bereits erwähnten D8 GTO-40 kam eine neue Technologie namens Ex-Core zum Einsatz, die die Donkervoort-Ingenieure selbst entwickelt haben. Im Grunde handelt es sich dabei um Carbon-Bauteile mit einem Schaumkern. Beim D8 GTO-40 wurde diese Errungenschaft erstmals verstärkt eingesetzt. Das Resultat: Der D8 GTO-40 ist im Vergleich zum D8 GTO 2011 um 22 Kilogramm leichter. In dieser Gewichtsklasse ein echter Fortschritt. Somit eröffnet sich mit der Ex-Core Technik eine Chance, den Karbonleichtbau zu optimieren, es bleibt nur noch die Frage nach der Industrialisierung des Verfahrens.

Vor zehn Jahren half Vater Zufall den Donkervoort-Ingenieuren auf die Spur. Während der Mittagspause stellten die Techniker fest, dass sich die Schaumstoff-Sandwichmaterialien, mit denen sie gerade herumhantierten, in der heißen Sonne unkontrolliert ausdehnten. Die Grundlage für den Geistesblitz war gelegt. Bislang verwendet der Nischensportwagenbauer Donkervoort für seine extravaganten Autos Carbon, das aufwendig gebacken und mühsam in die gewünschte Form gepresste werden muss. Aber selbst dann besteht immer noch Bruch- und Splittergefahr.

Also warum nicht den Schaum nutzen, um die noch weichen Kohlefasern in die gewünschte Form zu bringen. Klingt einfach und plausibel, ist aber nicht ganz trivial umzusetzen. Schließlich sollte der Schaum nicht unkontrolliert wuchern und dann bei Beanspruchung und unter Umwelteinflüssen stabil seine Gestalt behalten. Das bedeutet: Der Schaumstoff musste leicht sein, eine genau definierte Ausdehnungsrate bei einer bestimmten Temperatur haben und dabei einen bestimmten Druck, auf die Kohlefaser und die Harze ausüben.

Etliche Testreihen folgten mit immer wieder neu zusammengesetzten Schaummischungen. Ehe nun der Erfolg vermeldet werden kann. Der Schaum drückt die Fasern mit einem Druck von zwei, acht oder bis 20 bar gegen das Werkzeug, je nach gewünschter Materialbeschaffenheit und Aushärtungsprofil. So sind komplexe und verwinkelte Carbon-Bauteile möglich, die mit der traditionellen Herstellungsweise nicht machbar sind. Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten in der Produktion von Automobilen und anderen Industriebranchen, wie etwa der Luftfahrt. Damit wird auch das Gewicht der Fahrzeuge weiter gedrückt, was gerade bei der Elektromobilität ein entscheidender Stellhebel ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Ex-Core weit weniger versteckte Fehler im Inneren seiner Kohlefaserformen produziert. Da diese mit internem Druck herausgedrückt werden, werden die Kohlenstofffasern präzise in jede Ecke platziert. Das benötigte Werkzeug selbst ist ebenfalls aus Kohlefaser hergestellt und verfügt über integrierte Heizelemente und Drucksensoren, sodass es den Schaumstoff präzise erhitzen kann, um die Kohlefasern herauszudrücken, damit sie von der Innenfläche des Werkzeugs geformt werden können. Da das Ex-Core-System ohne männliche und weibliche Werkzeuge auskommt, soll die Bedienung weniger komplex sein.