Mobilität: Die neue Leichtigkeit

Die Meyer Werft, eine der Großen beim Bau von Luxuskreuzfahrtschiffen, nutzt zum Beispiel eine innovative Leichtbaukonstruktion für die Schiffsaufbauten. Die Konstrukteure in Papenburg haben Sandwichpaneele namens „I-core" entwickelt, die aus zwei dünnen Deckblechen mit dazwischen liegenden Stegen besteht.

Ein CO₂-Laser von TRUMPF mit einer Leistung von 12 Kilowatt verschweißt Bleche und Stege durch das Blech hindurch. Ein Quadratmeter dieser I-core-Paneele wiegt 52 Kilogramm.

Das ist zunächst nicht viel weniger als eine Konstruktion aus Blechen mit aufgeschweißten Profilen, doch haben diese herkömmlichen Decks nach dem Schweißen Beulen und benötigen deshalb zusätzliche Ausgleichsmasse, damit ein ebenes Deck entsteht. Außerdem muss eine Trittschalldämmung aufgebracht werden, die bei I-core-Paneelen nicht erforderlich ist. Hinzu kommt, dass die Paneele dreimal steifer als die herkömmliche Konstruktion sind, was weitere Einsparungen bei der Unterkonstruktion zur Folge hat. Unterm Strich drücken so bei einem Schiff mit mehreren Tausend Quadratmetern Paneele etliche Tonnen weniger ins Wasser.

Wieder ist das Gewicht ein wichtiger Hebel. Denn zehn Prozent weniger Gewicht bedeuten immerhin vier Prozent weniger Spritverbrauch. Doch auf Komfort im Innenraum wollen die Käufer nicht verzichten. Sie fordern eher noch mehr. Daher specken die Hersteller dort ab, wo der Fahrer es weder merkt noch sieht: bei Karosserie und Antriebsstrang.

Diese werden immer leichter - dank hoch- und höchstfester Stähle. Bestand ein Fiat Punto Baujahr 1993 nur zu etwa zehn Prozent aus solchen Stahlsorten, sind es beim Grande Punto heute rund 50 Prozent plus gut 15 Prozent ultrahochfester Stahl. Die Diät erleichtert das Fahrzeug um 32 Kilogramm, die Tankrechnung über die gesamte Lebensdauer um 150 Liter und die Umwelt um 400 Kilogramm CO₂.

Für ein berührungsloses Werkzeug wie den Laser dagegen ist Verschleiß kein Thema. Zum anderen helfen dünnere Bleche wenig, wenn ein breiter Überlapp und dicke Schweißnähte erforderlich sind, um sie zusammenzuhalten. Die Gewichtsersparnis verpufft und dem Klima ist nicht geholfen. Darum ergänzen sich hochfeste Stähle und Laserschweißen.

Mit dem Laser lassen sich zwei Bleche mit nur wenigen Millimetern Überlapp verschweißen. Auch beim Tailored-Blank-Verfahren, wo sich maßgeschneiderte Bleche nur mit den Stirnkanten berühren, ist die Verbindung extrem fest.

Eine Kraftstoffeinsparung von mindestens fünf Prozent erzielt der leichteste Holzschnitzel-Container der Welt des schwedischen Herstellers CMT. Die Wände sind aus hochfestem Stahl und nur einen Millimeter dünn. Durch Falzen der Bleche zu horizontalen Rippen und dank einem abgerundeten Übergang der verschweißten Wand- und Bodenbleche mindert sich nicht nur das Gewicht, sondern auch der Luftwiderstand.

Die Liste ließe sich beliebig fortsetzen, etwa mit der Diesel-Elektro-Lokomotive „Euro 4000". Die Konstrukteure von Vossloh Locomotives in Spanien reduzierten das Fahrwerk-Gewicht um 25 Prozent. Das erlaubt den Einbau eines leistungsfähigeren Triebwerks mit geringeren Emissionswerten und eine größere Nutzlast des Zuges. Normalerweise erhitzen Laser Metalle - manchmal helfen sie, diese auch zu kühlen und obendrein Energie zu sparen, wie bei Gasturbinen. Deren Wirkungsgrad lässt sich steigern, indem man die Temperatur in der Brennkammer erhöht - auf heute 1350 Grad Celsius. Dass die glühenden Turbinenschaufeln dem Flammeninferno standhalten, verdanken sie einem Luftpolster, das aus feinen Löchern in den Schaufeln strömt und die Temperatur am Metall um 100 Grad senkt. Gebohrt werden die Löcher mit einem Laser. Damit soll eine Siemens-Gasturbine im Verbund mit drei Dampfturbinen im E.ON-Kraftwerk in Irsching ab 2009 einen Rekordwirkungsgrad von 60 Prozent erreichen - und im Vergleich zu einem Steinkohlekraftwerk gleicher Leistung jedes Jahr 2,3 Millionen Tonnen CO₂ weniger in die Luft pusten.