Materialien im Fahrzeugbau: Reparaturen bedenken!


Ob Stahl, Aluminium oder GFK als Basismaterial: Betrachten Sie bei der Werkstoffauswahl im Fahrzeugbau auch Schadensfälle in der Produktion und deren Reparaturen.


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Reparatur­fälle bei Fahrzeug­teilen

Schaden am LKW mit verbeultem Blech zur Reparatur im Fahrzeugbau | insights by LAMILUX

Wichtig für die Beur­teilung der Qualität und Funktiona­lität eines Werk­stoffs ist es bekannter­maßen, sich den gesamten Lebenszyklus der Kompo­nenten bzw. Systeme vor Augen zu führen. Gerade Nutz- wie Transport­fahrzeuge werden zwangs­läufig innerhalb ihres indivi­duellen Lebens­zyklus während der Einsatz­zeiten beschädigt. Dement­sprechend müssen sie repariert oder ausgetauscht werden - beispiels­weise in der Folge von Unfall­schäden, Überlas­tungen oder regulärem Verschleiß. Je besser ein Werk­stoff von vorn­herein auf diese Belastungs­situationen angepasst ist, desto eher können Beschä­digungen vermieden werden – allerdings nicht komplett. Deshalb ist das Verhalten der Fahrzeug­materialien im Reparatur­fall essen­tiell für ihre Wahl.

Doch auch in der Fahrzeug­produktion selbst können Konstruktions­materialien bereits beschä­digt werden, etwa durch unfach­gerechte Hand­habung oder falsche Lagerung. Es entsteht Abfall, der mitunter richtig teuer werden kann. Doch müssen beschä­digte Kompo­nenten direkt ausge­sondert werden oder gibt es eine Möglich­keit zur Reparatur, die alle Funk­tionen, die Optik sowie die Lang­lebigkeit des Materials erhält? Im besten Falle ja, doch nicht bei jedem Material gleicher­maßen. Zudem stellt sich die Frage, ob der Aufwand einer Reparatur verhältnis­mäßig ist zur Wieder­aufnahme des Materials in den Produktions­prozess – oder ob das Aus­sondern als dauer­hafter Kosten­faktor tat­sächlich günstiger kommt.  

Bei der Ent­scheidung pro oder kontra Werk­stoff muss also berück­sichtigt werden, wie sich dieser bei Reparatur­fällen bei Fahrzeug­teilen oder bei Instandhaltungs­maßnahmen verhält. Und zwar nicht nur die möglichen Kosten, sondern auch Aufwand und Komplexi­tät, die beim Einsatz bestimmter Materi­alien für Reparatur­fälle veran­schlagt werden, spielen eine Rolle. 

Metalle: Hohe Anfällig­keit für äußere Beein­trächtigung

Die grund­sätzliche Ent­scheidung, welches Konstruktions­material im Fahrzeug­bau etwa in den Seiten­wänden, bei der Dach­konstruktion oder als Boden­material ein­gesetzt wird, wird zwischen Metallen, Holz oder Kunst­stoffen ge­troffen. Sehen wir uns in diesem Ab­schnitt die Metalle genauer an. Aufgrund der zu­nehmenden Nach­frage nach Leicht­baukonstruktionen ist Aluminium bei den Metallen hoch im Kurs. Doch auch Stahl ist weiterhin ein bewährter Werk­stoff, da er vor allem große Sta­bilität bietet.

Die Nach­teile von Stahl und Aluminium sind wie folgt: Beide Werk­stoffe sind an­fällig für jede Art von äußerer Beein­trächtigung. Diese können gerade im Fertigungs­prozess relativ schnell durch Druck- oder Stoßwirkungen entstehen. Solche Gefähr­dungen fangen bereits bei Lagerung oder Transport der Halbzeuge an. Schon der Auf­prall anderer Teile oder Werk­zeuge oder andere mechanische Beein­trächtigungen können hier leicht zu Beulen oder Dellen in den Metallen führen. Der Aufwand für die Glättung der Aluminium- oder Stahlkörper ist dabei enorm und ver­ursacht entsprechend hohe Kosten.  

Loch und Delle im Metall im Fahrzeugbau reparieren | insights by LAMILUX

Bei stärkerer Schlag- oder Stoßwirkung in Richtung der Metalle können neben der­artigen De­for­mationen auch regel­rechte Löcher entstehen. Diese beein­trächtigen die Ober­fläche dann nicht nur optisch, sondern sind dann auch kaum oder gar nicht mehr zu re­parieren. Je nach Po­sition und Umfang der Be­schädigung muss so mehr oder weniger Material aus­gesondert werden. Lassen sich die Schäden mit vertretbarem Aufwand und Einsatz reparieren, müssen sie möglicher­weise im Anschluss neu lackiert werden.  Vorsicht ist beim Schleifen von Stahl oder Aluminium, beim Aus­beulen der Bleche oder beim so­genannten warmen Richten angebracht. Gerade beim Einsatz von Aluminium ist hier besondere Vorsicht geboten, denn die Dehn­grenze von Aluminium ist sehr niedrig, geringer als bei Stahl.

Ent­sprechend schneller kann es zu Brüch­en oder Ris­sen im Material kommen. Für die Reparatur dieser Metalle ist also stets Spezial­werkzeug nötig.

Ähnliches gilt für Auf­bauten im Fahrzeug­bau aus einem Multi-Material-Mix. Da hier, wie schon der Name sagt, unter­schiedliche Materialien und Füge­verfahren zur Anwendung kommen, wird die Reparatur der Teile entsprechend anspruchsvoller. Beispiels­weise statt Schweiß­arbeiten werden hier vor allem Klebe- und Nietverfahren eingesetzt.  

Weitere Vor- und Nachteile von Stahl- und Aluminium und deren Vergleich mit glas­faser­verstärkten Kunst­stoffen haben wir in einem ge­sonderten Beitrag zusammen­gefasst.

Faser­verstärkter Kunst­stoff: Enorme Belast­barkeit bei Leicht­gewicht

Carbon- oder glasfaser­verstärkte Kunst­stoffe (CFK bzw. GFK) werden im Fahrzeug­bau in erster Linie aus Leichtbau­gründen eingesetzt. Doch obwohl ihr Gewicht so gering ist, ist ihr Verbund sehr stark: Glas und Polyester­harz trotzen äußeren Ein­flüssen wie etwa Stößen und der Witterung. Selbst der Einsatz von Streusalzen lässt GFK kalt, es korrodiert nicht und setzt keinen Rost an.  

Auch in puncto mechanischer Belast­barkeit sind GFK-Komponenten schwer zu be­eindrucken. Sie halten punktueller Stoß- oder Schlag­wirkung Stand, wie etwa beim Einschlag von Hagel­körnern auf der Außen­haut. Anders als beispiels­weise bei Aluminium hinter­lässt das bei GFK keine Spuren.

Fallen Beschädigungen durch unsachgemäße Hand­habung oder Unfälle an, so können sie meist schnell und mit geringem Aufwand aus­gebessert werden. So lassen sich bei rein optischen Ver­letzungen der Außen­haut die betroffenen Stellen mit einem gewöhnlichen Spachtel und speziellen Reparatur­massen auffüllen. Reichen die Schäden tiefer bis in die Struktur können Glas­fasern neu einlaminiert werden. Anschließend werden die betroffenen Stellen dann auf einfache Weise für die Neu­lackierung ge­schliffen.

Wie repariere ich Schäden an GFK-Platten?

Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind sehr widerstandsfähig, dennoch sind Beschädigungen bei übermäßiger Beanspruchung oder im Falle eines Unfalles nicht auszuschließen. Ist noch keine Zerstörung der Sandwichstruktur nachzuweisen, lässt sich GFK gut reparieren. Erfahren Sie in diesem Whitepaper wie!

  • Was sind GFK-Platten?
  • Was sind die Vorteile von GFK-Platten?
  • Wie repariert man GFK-Platten?
Leichtbau und Reparatur mit GFK Kunststoffplatten im Fahrzeugbau | insights by LAMILUX

GFK spart Material-, Prozess-, Reparatur- und Ent­sorgungs­kosten

GFK Herstellung auf Flachbahnanlage für Material für Fahrzeugbau | insights by LAMILUX

Die un­komplizierte Ver­arbeitung von Komponenten aus GFK-Werk­stoffen zeigt sich aber nicht erst im Reparatur­fall beim fertigen Fahrzeug. Auch im her­kömmlichen Fertigungs­prozess ist die Hand­habung der Verbund­werkstoffe einfacher und geht oft schneller von der Hand als bei Metallen. Dafür haben die Metalle einen anderen Vor­teil:

An­gefallene Stahl- und Aluminiumreste werden meist gegen Bezahl­ung abgeholt, wohingegen GFK-Aus­schuss ent­sorgt werden muss.  Dies gilt ins­besondere für den Produktions­ausschuss, also Rand­stücke oder Teile, die nach dem Zu­schnitt oder als Aus­sparungen als Abfall aus­gesondert werden.

Doch da sich GFK als Basis­material einfach, schnell und pass­genau an­fertigen lässt, kann der GFK-Her­steller individuelle Maß­anfertigungen für die Kom­ponenten im Fahrzeug­bau her­stellen. Was danach an Zu­schnitt oder Rand­stück weg­fällt, wird minimiert. Der GFK-Produzent LAMILUX kann maß­geschneiderte Kunststoff­platten oder Kunststoff­rollen bis zu einer Breite von 3,20 Metern und in beliebiger Länge fertigen. Ein weiterer Faktor für die Material­auswahl: Scharfe Kanten, wie sie beim Zu­schneiden oder Abscheren von Metall­teilen zwangs­läufig anfallen, kommen beim Zuschnitt von GFK-Platten nicht vor.

Ein Fazit: Material­auswahl im Fahrzeug­bau ganz­heitlich denken

Es gilt bei den Material­ien im Fahrzeug­bau: Reparaturen bedenken! Her­steller können mit der für ihre Anwendung passenden Werkstoff­auswahl Material-, Prozess- wie Entsorgungs­kosten sparen. Eine genaue und ganz­heitliche Betrachtung – eben auch des Reparatur­falls in der Fertigung – lohnt deshalb stets. Denn jedes Material qualifiziert sich mit seinen Eigen­schaften für einen bestimmten Anwendungs­fall. Wir haben in einer Beitrags­reihe die jeweiligen Vor- und Nach­teile von Stahl, Aluminium, Holz und GFK aufbereitet, die Ihnen bei der passenden Material­wahl helfen. 

Papierflieger symbolisieren Kreislauf mit Störung | insights by LAMILUX