Nachhaltige Fahrzeugausstattung von Volkswagen Wie Zellulose und Pilze ins Auto kommen – und warum das gut ist

Wer die „Open Hybrid LabFactory“ (OHLF) am Wolfsburger Stadtrand das erste Mal betritt, fühlt sich an den Abenteuerparcours eines Computerspiels erinnert. Das Zentrum des Forschungscampus bildet das sogenannte Technikum, eine mehrere Stockwerke hohe Halle. Gießanlagen, Spritzgussanlagen, Presstechnik und Industrieroboter bestimmen das Bild. In Drahtkäfigen und Glaskabinen läuft die Forschung an den Materialien künftiger Autos – das Ziel: Textilien, Metalle, Kunst- und Verbundstoffe sollen noch leichter und nachhaltiger werden, aber ebenso stabil sein wie heutige Werkstoffe.

Die Open Hybrid LabFactory steht für das Modell der Public Private Partnership. Das bedeutet, dass Hochschulen und Industrieunternehmen hier eng zusammenarbeiten. Zu den Vollmitgliedern zählen etwa die Stadt Wolfsburg, das Niedersächsische Forschungszentrum Fahrzeugtechnik, die Fraunhofer Gesellschaft und die Technische Universität Braunschweig. Auf Seiten der Industrie forschen neben Volkswagen viele Zulieferunternehmen der Kraftfahrzeugindustrie sowie metall- und kunststoffverarbeitende Betriebe.

Mit dem Wandel der Mobilität verändert sich auch die Arbeit auf dem Forschungscampus – stand zunächst der Leichtbau klar im Fokus, wird nun das Thema Circular Economy immer wichtiger. Dr. Marko Gernuks vertritt Volkswagen im Vorstand des OHLF. Er sagt: „Wir wollen Prozesse, Werkstoffe und Bauteile so gestalten, dass sie die Kreislaufwirtschaft substanziell verbessern. Dazu planen wir, neue Kunststoffe aus Recycling-Material zu entwickeln, wir wollen Demontageprozesse automatisieren, um Werkstoffe wirtschaftlich sortenrein zu trennen, und wir setzen auf Naturwerkstoffe in biologischen Kreisläufen.“

Ein Ansatz, in dem die Volkswagen Forscher großes Potenzial sehen, sind wachsende Biomaterialien. Wer dabei nur an Industriepflanzen wie Raps oder Nadelholz denkt, irrt jedoch. Biomaterialien lassen sich auch im Labor erzeugen. Derzeit forscht Dr. Gottschling beispielsweise an reiner Zellulose, die sich in natürlicher Form in pflanzlichen Zellwänden findet, beispielsweise in Holz. Im Labor kann sie in reiner Form von Bakterien erzeugt werden.

Das Naturpolymer verfügt über viele nützliche Eigenschaften: Es ist unter anderem sehr stabil und beständig. In reiner, nicht hybrider Form eignet es sich außerdem gut für Recycling-Prozesse und kann nach Gebrauch kompostiert werden – ein weiterer Pluspunkt.

Die langen Entwicklungszyklen für neuartige Werkstoffe lassen sich im Automobilbau nicht einfach abkürzen. Denn Volkswagen stellt hohe Anforderungen an die Haltbarkeit von Komponenten und Bauteilen. „Im Modebereich sind die Anforderungen an die Strapazierfähigkeit und Langlebigkeit weniger hoch, dort lassen sich Entwicklungen schneller in die Serie überführen“, erläutert Martina Gottschling.

Insgesamt führt die Werkstoffentwicklung rund 40 Tests an neuen Werkstoffen durch, bevor sie eine Serienfreigabe nach Volkswagen Spezifikationen erhalten. Im Zuge dieser Tests simulieren sie jeden Aspekt der Belastungen, denen zum Beispiel Sitzbezüge in Autos unterliegen. So existieren spezifische Tests für mechanische Belastungen, für das Alterungsverhalten durch Wärme und UV-Strahlung oder für die Verschmutzungsneigung beispielsweise durch Sonnenmilch.

Auf einer speziellen Vorrichtung demonstriert Martina Gottschling einen Test zur Ermittlung der Abriebbeständigkeit: Das eingespannte Probematerial wird von einem kreisenden Stempel belastet, während von unten punktuell Kugeln gegen das Material drücken. Dieser Vorgang erzeugt lokal hohe Materialbelastungen. Im Verlauf eines Tages kreist der Stempel viele tausend Mal über die Probe. Die Anzahl der Fehlstellen, also die Teile der sichtbaren Abnutzungen, gibt Aufschluss über die Qualität des Materials. In einem weiteren Test überprüfen die Forscher die Reißfestigkeit neuer Lederersatzstoffe und vergleichen sie mit den Reißeigenschaften aktuell eingesetzter Leder und Kunstleder. Das Ergebnis muss immer sein, dass die neuen Materialien den konventionellen in nichts nachstehen.

Neue Materialien müssen nicht nur technische und ökologische Ziele erreichen – sie müssen auch den hochwertigen Eindruck vermitteln, den Kunden in einem Volkswagen erwarten. „Das ist unsere Aufgabe in der Materialforschung: Jeder Stoff, den wir im Interieur einsetzen, soll auch ein Erlebnis für die Kunden sein“, sagt Martina Gottschling. Und das über die gesamte Lebensdauer des Autos. Die Forscherin: „Erst wenn das geschafft ist, erfüllt ein neuer Werkstoff seine Bestimmung.“