Leichtbau mit Kunststoffen

Kunststoffe sind hervorragend für Leichtbau-Konstruktionen geeignet. Sie haben ein sehr geringes Materialeigengewicht und mindestens ein Teil der Kunststoffe verbindet diese Eigenschaft mit hohen Festigkeiten. Kunststoffe finden aus diesen Gründen gerade in den Hochtechnologiebereichen Flugzeugbau, Schiffbau, Automobilbau und Ingenieurbau zunehmend Verwendung. Sie können aber auch beim Bau von Gebäuden intelligent und ökonomisch eingesetzt werden: Material zu sparen bedeutet Kosten zu reduzieren und Ressourcen zu schonen. Auch die Evolution folgt ganz selbstverständlich dem Prinzip der Strukturoptimierung, sie kann daher ebenso eine Fülle von Leichtbaustrukturen aufweisen. Bauweisen und Konzepte können jedoch meist nicht unmittelbar aus den Ingenieurdisziplinen oder der Natur übertragen werden, weil Funktion, Anforderungen und Einwirkungen grundsätzlich verschieden sind. Die Reduktion des Eigengewichts auf ein notwendiges Minimum erfolgt in einem werkstoff- und geometrieabhängigen Optimierungsprozess. Neben einem geringen spezifischen Gewicht der Werkstoffe kommt dabei insbesondere der intelligenten geometrischen Anordnung der Bauteile beziehungsweise der Wahl von geistreichen, kraftflussorientierten Tragsystemen eine herausragende Bedeutung zu. Das Potenzial von hochleistungsfähigen Kunststoffen in den Einsatzbereichen Gebäudehülle und Tragstruktur ist sehr eng mit Konstruktionstechnologien, Gestaltungsprinzipien, Bemessungs- und Herstellungsverfahren verbunden. Der Artikel beschreibt ausgewählte Entwicklungstendenzen, aber auch Einschränkungen für die Verwendung von Kunststoffen im Bauwesen.