Chinesisch-deutsches Joint Venture CG Rail entwickelt Metro-Zug in Faserverbundbauweise
Bild Kohlefaser: gualtiero boffi / Shutterstock.com
Chinesisch-deutsches Joint Venture entwickelt Metrozüge mit Faserverbundbauteilen. Die Technik stammt teils aus Sachsen und spart Gewicht. Doch es gibt auch Kritik.
Die Eisenbahnbauteile aus Faserverbundwerkstoffen erscheinen Vielen als neue Entwicklung, dabei geht sie zurück auf erste funktionierende Bauteile, welche in den 1980er-Jahre erfolgreich bei MBB in Bayern entwickelt wurden, sich aber im Eisenbahnwesen aus Kostengründen nicht durchsetzen konnten.
Erfolgreich eingeführt wurden die Faserverbundwerkstoffe allerdings im Luftverkehr, wo sie inzwischen die Leichtmetalle in der Fläche deutlich verdrängt haben.
In der europäischen Bahntechnik, wo inzwischen eine beachtliche Konsolidierung eingesetzt hat und mit Siemens Mobility, der schweizerischen Stadler Rail und der französischen Alstom, welche die frühere AdTranz auf dem Umweg über Bombardier übernommen hatte, hat offensichtlich nur die spanische Talgo, welche den neuen ICE L produziert, das Thema Faserverbundwerkstoffe bei Eisenbahnfahrzeugen aufgegriffen.
Bei den Eisenbahn-Herstellern in Deutschland war das Interesse an Faserverbundwerkstoffen wohl nicht besonders ausgeprägt und man setzte lieber auf Metallkonstruktionen, für welche man die Fertigungstechnik schon besaß.
Daher verwundet es nicht, dass man an der TU Dresden den Blick nach China richtete, wo die CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute, eine Tochter des weltgrößten Schienenfahrzeugherstellers CRRC für ihren Cetrovo 1.0 an der Leichtbautechnik Interesse zeigte.
Die 1959 gegründete Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute mit dem Kürzel CRRC Qingdao Sifang oder CRRC SRI hat ihren Hauptstandort im 1898 vom Kaiserreich China an das Deutsche Kaiserreich zwangsverpachteten Gebiet im Süden der Shandong-Halbinsel an der chinesischen Ostküste, wo heute noch die von Deutschen gegründete Tsingtao-Brauerei an diese letztlich an Japan verlorene deutsche Besitzung erinnert.
CG Rail GmbH als Spin-off der TU Dresden
Im Mai 2015 wird als Spin-off der TU Dresden die CG Rail Chinesisch-Deutsches Forschungs- und Entwicklungszentrum für Bahn- und Verkehrstechnik Dresden gegründet, wo man sich als Engineering-Dienstleister versteht, der innovative Leichtbaulösungen in Multimaterialbauweise mit integrierten Funktionalitäten entwickelt, um eine nachhaltige, energie- und kosteneffiziente Mobilität der Zukunft zu ermöglichen.
Schon im August 2015 erfolgte der erste Großauftrag zur Entwicklung eines Metro-Zuges in carbonintensiver Leichtbauweise.
Dabei hat CG Rail den Metro-Leichtbauzug Centrovo 1.0 im Rahmen des Gesamtvorhabens Next Generation Metro Train des weltgrößten Schienenfahrzeugherstellers CRRC entwickelt, der größtenteils aus CFK-Komponenten besteht.
Die Leistungen aus Sachsen umfassen Frontkabine, Wagenkasten, Unterflurverkleidung und Drehgestellrahmen. Das sind wesentliche Fahrzeugmodule, die unter Verwendung von Faserverbundmaterialien realisiert wurden.
Der CFK-Anteil liegt bei über 70 Prozent. Das Leichtbaukonzept ermöglicht Massereduzierungen von mehr als 30 Prozent gegenüber einer vergleichbaren Ausführung in Metall-Bauweise und soll zu einem ressourceneffizienten sowie leistungsfähigen öffentlichen Nahverkehr beitragen. Schon 2019 liefen bei der Guangzhou Metro Group Testläufe mit dem Zug von CRRC Qingdao Sifang.
Bei CG Rail in Dresden erfolgt sowohl die Entwicklung, als auch die Prototypenfertigung der CFK-Bauteile, die dann bei CRRC SRI in Serie gehen. Da man seit geraumer Zeit das Gewicht der privatwirtschaftlich organisierten Normung erkannt hat, arbeitet CG Rail mit im DIN-Normenausschuss "Fahrweg und Schienenfahrzeuge".
Denn man sieht bei CG Rail einen Grund für den noch zurückhaltenden Einsatz von Faserverbundwerkstoffen in der Schienenfahrzeugtechnik in der oft nur unzureichenden Berücksichtigung der speziellen Werkstoffeigenschaften von FKV in der aktuellen Normung für Schienenfahrzeuge. Dies betrifft vielfältige Gebiete, wie die Festigkeitsanalyse und die Instandsetzung von FKV-Bauteilen. Gerade das Thema Reparatur von Faserverbundwerkstoffen ist noch entwicklungsfähig.
Deutsche Experten sehen CFK-Zug skeptisch
Probleme bei der Verwendung von CFK-Bauteilen sind aus deutscher Sicht die höheren Fertigungskosten und eine Recyclingfähigkeit, welche schlechter sei als bei traditionellen Materialien.
Bei der Fertigung von Carbonfaserverbunderkstoffen ist China Deutschland inzwischen in der Serie deutlich voraus, wie man am Beispiel Carbonrohre deutlich sieht, die für Carbonstative "Made in Germany" üblicherweise aus China bezogen werden.
Da das Thema Recycling von Faserverbundwerkstoffen künftig auch im Zusammenhang mit dem Rückbau von Windkraftanlagen im Rahmen des Repowering immer wichtiger wird, ergibt sich hier ein wachsender Markt und so arbeitet man an der TU Dresden im BMBF-Projekt WIRreFa – Recycling von Faserverbundwerkstoffen mit.
Im Rahmen des Projektes "WIRreFa – WIR! recyclen Fasern" will man der Tatsache Rechnung tragen, dass mit der Substitution von Metallen durch Faserverbundwerkstoffe faserhaltige Abfälle anfallen, die, anders als konventionelle Metalle, bisher noch kein etablierter Teil eines geschlossenen Stoffkreislaufes sind.
Mit dem Aufbau eines Bündnisses für die Kreislauf- und Ressourcenwirtschaft von Faserverbundwerkstoffen stellt sich die Region "Elbtal Sachsen" nun diesen Herausforderungen als Teil einer konsequenten Kreislaufwirtschaft.