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Titan als Fahrwerks oder Karosserie-Werkstoff
Ich frage mich, warum für die Karosserie und das Fahrwerk von hochpreisigen Fahrzeugen immernoch einfacher Stahl verwendet wird. Der Titanpreis beträgt 3,75 USD pro Kilo, Aluminium 1,45 USD pro Kilo.
Geht man davon aus, dass bei einem hochwertigen Fahrzeug die Karosserie und das Fahrwerk eine Tonne ausmachen, würde ein Volltitanfahrzeug vom Rohstoff her 3.700 EUR ausmachen, ein Vollaluminiumfahrzeug 1.450 USD. Das entspricht einem geringeren Preis als einer besseren Audioanlage in einem solchen Auto. Eine Kombination aus Titan für das Fahrwerk und Aluminium für die Karosserie würde um die 2.000 EUR kosten. Gemessen an einem höherwetigen Fahrzeug wie einer S-Klasse oder einem 911er, die schon in der Basis fast 100.000 EUR kosten, ist das doch vernachlässigbar, hätte aber gravierende Vorteile was Gewichtsersparnis und Haltbarkeit (Korrossioin) angeht. Die Verarbeitung von Titan und Aluminium ist aus der Motorradindustrie und der Luftfahrt auch eine alte Kamelle, die schon lange in der Massenproduktion angekommen ist.
Es scheint aber gute Gründe geben, die dagegen sprechen. Ich würde gerne wissen, welche das sind.
EDIT: Ich habe gerade herausgefunden, dass der ziemlich dicke Ford F-150 eine Vollaluminium Karrosserie hat, ohne besonders teuer zu sein. Warum ist der hier die Ausnahme?
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@Kawasaki-FZ6 schrieb am 10. März 2016 um 03:07:56 Uhr:
Warum ist das so? Wenn ein Kilo Reintitan nur ein paar EUR kostet, warum ist das dazumischen von günstigeren Komponenten (Alu z.b.) dafür verantwortlich, dass das Titan auf einmal im Wert um das mehr als Zehnfache steigt? Wenn ein Kilo Titan 3 EUR kostet und 1 Kilo Aluminium 1,50, wie kann dann ein Kilo TiAl das x-fache kosten?
Weil das nicht am heimischen Herd im Mixer zubereitet wird, sondern mit hohem Energieaufwand und notwendigem technischem Know-how.
Zitat:
@Kawasaki-FZ6 schrieb am 10. März 2016 um 03:07:56 Uhr:
Eine für mich wichtige Frage wurde auch noch nicht beantwortet: Wie kann es sein, dass ein vergleichsweise spottbilliges Fahrzeug (gemesen an Größe, Gewicht und Leistung) wie ein F-150 eine Karosserie komplett aus Aluminium hat während Deutsche Premiumlimousinen oder SUVs, die für das drei bis siebenfache angeboten werden, nach wie vor Karosserien aus Stahl haben? Die bisherigen Erklärungen machen im Zusammenhang mit diesem Beispiel keinerlei Sinn.
Weil der F 150 seit mehr als 30 Jahren das meistverkaufte Auto in den USA ist. Die USA haben sehr strenge Vorgaben für den Flottenverbrauch, und im Vergleich zum Vorgänger wiegt der neue 300 Kilo weniger. Sein Normverbrauch ist so um 30 Prozent gesunken. Alu war wohl die einzige Möglichkeit, diese Verbrauchseinsparung zu erzielen.
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17 Antworten
Titan würde wohl eine extreme Preissteigerung erfahren wenn die Autoindustrie dieses Material in großer Menge einsetzen würde.
Ein größeres Problem dürften aber die Materialeigenschaften bei den typischen Verarbeitungsmethoden sein.
Dabei dürften die Mehrkosten nochmals deutlich steigen.
Nur mal als Anhaltspunkt, in der Autoindustrie fliegen Zulieferer wegen zehntel Cent pro Teil raus und da glaubst Du das Sie das 3-4 fache für Blech ausgeben?
Du hast aber Rohstoffpreise genannt und nicht die Preise für diejenigen Legierungen, die verwendet werden müssen. Zudem sind Entwicklungskosten höher, Aluminium hat nicht die Festigkeit von Stahl usw. Schau dir mal an, welche Autos schon seit vielen Jahren mit Alu gebaut werden: Audi, LandRover … du siehst, Aluminium ist schon sehr lange im Fahrzeugbau angekommen und wird verwendet.
Jepp so ist das.
Die Rohstoffpreise sind die eine Seite. Relevanter sind jedoch die Kosten für die Verarbeitung. Die steigen bei hochfesten Materialien überproportional. Auch gilt es zu bedenken, dass Titan nur als Sintermaterial brauchbar ist, also letztlich in Kombination mit Stahl oder Alu. Das hat sich bei Uhrengehäusen und Brillengestellen bewährt. War wohl aber Fielmann zu teuer, zumindest teurer als Plaste.
Na und wenn der Kram auch mal repariert werden will.....?
Die Querlenker am Fahrwerk sind schon häufiger aus Alu bzw. einer Alulegierung.
Zitat:
@Kawasaki-FZ6 schrieb am 8. März 2016 um 23:43:41 Uhr:
Ich frage mich, warum für die Karosserie und das Fahrwerk von hochpreisigen Fahrzeugen immernoch einfacher Stahl verwendet wird. Der Titanpreis beträgt 3,75 USD pro Kilo, Aluminium 1,45 USD pro Kilo.
Geht man davon aus, dass bei einem hochwertigen Fahrzeug die Karosserie und das Fahrwerk eine Tonne ausmachen, würde ein Volltitanfahrzeug vom Rohstoff her 3.700 EUR ausmachen, ein Vollaluminiumfahrzeug 1.450 USD. Das entspricht einem geringeren Preis als einer besseren Audioanlage in einem solchen Auto. Eine Kombination aus Titan für das Fahrwerk und Aluminium für die Karosserie würde um die 2.000 EUR kosten. Gemessen an einem höherwetigen Fahrzeug wie einer S-Klasse oder einem 911er, die schon in der Basis fast 100.000 EUR kosten, ist das doch vernachlässigbar, hätte aber gravierende Vorteile was Gewichtsersparnis und Haltbarkeit (Korrossioin) angeht. Die Verarbeitung von Titan und Aluminium ist aus der Motorradindustrie und der Luftfahrt auch eine alte Kamelle, die schon lange in der Massenproduktion angekommen ist.
Es scheint aber gute Gründe geben, die dagegen sprechen. Ich würde gerne wissen, welche das sind.
EDIT: Ich habe gerade herausgefunden, dass der ziemlich dicke Ford F-150 eine Vollaluminium Karrosserie hat, ohne besonders teuer zu sein. Warum ist der hier die Ausnahme?
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Einfach mal sich über das (Wirtschafts)- System informieren. :cool:
Die meisten brauchbaren Titanlegierungen kosten schon 30-50€/kg. Das macht schon einen Unterschied aus. Zudem, ist es schwer zu verarbeiten. Es lässt sich nicht so einfach wie Stahl walzen. Das verteuert dies ebenfalls um ein Vielfaches! Die Karosse würde nicht 2.000€ sondern eher über 20.000€ kosten.
Titan wird aber in einigen Stahllegierungen verwendet. Kleine Impfungen im Stahl verbessert die Eigenschaften des Materials. Gerne verwendet bei Fahrwerksfedern. Die Federn bei mir im Fahrzeug haben lt. Hersteller 0.2% Titan in der Legierung.
Auch Aluminiumlegierungen können Titan enthalten.
MfG
Zitat:
@Johnes schrieb am 9. März 2016 um 20:48:48 Uhr:
Die meisten brauchbaren Titanlegierungen kosten schon 30-50€/kg. Das macht schon einen Unterschied aus.
Warum ist das so? Wenn ein Kilo Reintitan nur ein paar EUR kostet, warum ist das dazumischen von günstigeren Komponenten (Alu z.b.) dafür verantwortlich, dass das Titan auf einmal im Wert um das mehr als Zehnfache steigt? Wenn ein Kilo Titan 3 EUR kostet und 1 Kilo Aluminium 1,50, wie kann dann ein Kilo TiAl das x-fache kosten?
Eine für mich wichtige Frage wurde auch noch nicht beantwortet: Wie kann es sein, dass ein vergleichsweise spottbilliges Fahrzeug (gemesen an Größe, Gewicht und Leistung) wie ein F-150 eine Karosserie komplett aus Aluminium hat während Deutsche Premiumlimousinen oder SUVs, die für das drei bis siebenfache angeboten werden, nach wie vor Karosserien aus Stahl haben? Die bisherigen Erklärungen machen im Zusammenhang mit diesem Beispiel keinerlei Sinn.
Bei Aluminium fällt die Antwort doch leicht: bei gleicher Festigkeit ist ein Bauteil aus Aluminium gar nicht nennenswert leichter als eines aus Stahl.
Zitat:
@Kawasaki-FZ6 schrieb am 10. März 2016 um 03:07:56 Uhr:
Warum ist das so? Wenn ein Kilo Reintitan nur ein paar EUR kostet, warum ist das dazumischen von günstigeren Komponenten (Alu z.b.) dafür verantwortlich, dass das Titan auf einmal im Wert um das mehr als Zehnfache steigt? Wenn ein Kilo Titan 3 EUR kostet und 1 Kilo Aluminium 1,50, wie kann dann ein Kilo TiAl das x-fache kosten?
Weil das nicht am heimischen Herd im Mixer zubereitet wird, sondern mit hohem Energieaufwand und notwendigem technischem Know-how.
Zitat:
@Kawasaki-FZ6 schrieb am 10. März 2016 um 03:07:56 Uhr:
Eine für mich wichtige Frage wurde auch noch nicht beantwortet: Wie kann es sein, dass ein vergleichsweise spottbilliges Fahrzeug (gemesen an Größe, Gewicht und Leistung) wie ein F-150 eine Karosserie komplett aus Aluminium hat während Deutsche Premiumlimousinen oder SUVs, die für das drei bis siebenfache angeboten werden, nach wie vor Karosserien aus Stahl haben? Die bisherigen Erklärungen machen im Zusammenhang mit diesem Beispiel keinerlei Sinn.
Weil der F 150 seit mehr als 30 Jahren das meistverkaufte Auto in den USA ist. Die USA haben sehr strenge Vorgaben für den Flottenverbrauch, und im Vergleich zum Vorgänger wiegt der neue 300 Kilo weniger. Sein Normverbrauch ist so um 30 Prozent gesunken. Alu war wohl die einzige Möglichkeit, diese Verbrauchseinsparung zu erzielen.
Zitat:
@0MGQoNDYjZ schrieb am 10. März 2016 um 07:46:25 Uhr:
Bei Aluminium fällt die Antwort doch leicht: bei gleicher Festigkeit ist ein Bauteil aus Aluminium gar nicht nennenswert leichter als eines aus Stahl.
Falsch. Mit Alukarosserie wiegt der neue F 150 ja 300 kg weniger als der alte, das ist wohl mehr als nennenswert.
Falsch ist ein hartes Wort....
Zwei Fragen dazu:
- Wieviel trägt denn die Karosserie bei zu den 300kg (oder heißt es "bis zu 300kg")?
- Wie schwer wäre er mit einer modernen Stahlkarosserie?
Ich bestreite übrigens gar nicht, dass man mit Alu Gewicht sparen kann, nur bringt es bei tragenden Bauteilen nicht so viel. Allerdings bestehen Karosserie und Fahrwerk nicht nur aus tragenden Teilen, vom Rest des Autos ganz zu schweigen.
Der Aktuelle F150 verwindet sich dank Alu auch sehr stark, das man also mit Alu nicht unbedingt Gewicht spart, könnte schon stimmen :) https://www.youtube.com/watch?v=TKMQjm7i2Jw
Alu macht bei Flächenbauteilen schon Sinn, weil es da um die Optik geht nicht um die Festigkeit. Das Problem ist aber das Alu sich nicht so einfach pressen lässt, Die umformradien sind geringer weil es reißen kann. D.h. ist mehr Wissen und Erfahrung nötig. Deshalb nutzt man das nicht bei billigen Fahrzeugen. Dazu kommt das die Reparatur nicht so einfach ist.
Wenn es um reine Steifigkeit geht müsste ich eh ein CFK Monocoque nehmen. Aber wehe du hast ein Unfall, dann musst du ins Werk um es zu reparieren.
Legierung sind nicht teuer weil sie andere Werkstoffe enthalten, sondern weil jemand das Wissen hat wie man sie optimal vermengt und verarbeitet ;) Eine Materialanalyse kann jeder machen, aber das gleiche Produkt hat er noch lange nicht.
Leichtbau ist immer Kombination von Design und Material und nie eine reine Materialauswahl. D.h. arbeitet man mit Kennziffern die den Anspruchsfall berücksichtigen und anhand denen man das Material auswählt.
Mh, aber gerade bei Fahrwerken werden Alu Teile doch eher für Steifigkeit verwendet, oder?
Fällt jemandem ein anderer Grund ein, warum die Querlenker und einige andere Teile drum herum bei meinem Civic, also einem billigen Auto, aus Alu sind?
Leichter sind die massiven Teile wohl kaum...