Alfa Romeo 4C: Excellence made in Italy

High-Tech Materialien für bestes Gewichts-/Leistungsverhältnis

• Fortschrittlichste High-Tech Materialien kombinieren außergewöhnliche Festigkeit mit geringem spezifischen Gewicht.
• Gewichts-/Leistungsverhältnis von weniger als als 4 kg/PS und Gesamtgewicht von 895 Kilogramm.
• Das Carbon Monocoque wiegt lediglich 65 Kilogramm.

Der Alfa Romeo 4C entstand aufgrund einer klaren Vorgabe – ein “leistbares” Supercar zu schaffen. Das Ziel war die Entwicklung, das Design und die Produktion eines Fahrzeuges mit einem innovativen Konzept im Sportwagenbereich.

Der 4C wurde nicht nur als exklusives Fahrzeug konzipiert, sondern als realisierbarer Traum für Alfa Romeo Fans auf der ganzen Welt. Als Konsequenz daraus war es nötig, auf Produktionsabläufe zu achten, die in der Lage sind, mehrere tausend Fahrzeuge pro Jahr zu produzieren. Es handelt sich dabei um Stückzahlen, die bei Fahrzeugen dieser Kategorie, die einen hohen Anteil an Handarbeit aufweisen, nicht üblich ist.

Die von jeglichen Vorgaben und Limitationen befreite Aufgabenstellung wurde bald von einem wesentlichen Kriterium dominiert: das Gewichts-/Leistungsverhältnis des neuen Supercar musste geringer als 4 kg/PS sein. Um dies zu erreichen, hätten sich die Alfa Romeo Designer auf die PS-Leistung konzentrieren können, allerdings zum Nachteil der Anschaffungs- und Betriebskosten, was insgesamt die Leistbarkeit des Fahrzeuges vermindert hätte. Deswegen haben sich die Alfa Romeo Designer für einen anderen Weg entschieden. Sie reduzierten das Fahrzeuggewicht durch die Verwendung leichter Materialien und waren so in der Lage, ein Fahrzeuggewicht von 895 Kilogramm (ohne Flüssigkeiten) zu erreichen. Damit gehört der Alfa Romeo 4C zu den leichtesten Fahrzeugen der Welt, er ist sogar leichter als viele City Cars.

Um dieses niedrige Gewicht zu erreichen, wurde das Hauptaugenmerk auf die verwendeten Materialien gelegt. Jeder Werkstoff wurde auf Basis seines spezifisches Gewicht, seiner chemisch-physikalischen, mechanischen und technologischen Eigenschaften geprüft, um optimal den dynamischen Eigenschaften eines Sportwagens zu entsprechen. Der überwiegende Teil der 895 Kilogramm besteht aus den Materialien Aluminium, Stahl, Faserverbundwerkstoffe und Carbon.

Carbon
Das Geheimnis des geringen Gewichts und der dynamischen Eigenschaften des Alfa Romeo 4C liegt in der Verwendung von 10 Prozent Carbon, was 25 Prozent des gesamten Fahrzeugvolumens entspricht. Zur Zeit ist Carbon jenes Material mit der höchsten Gewichts-/Festigkeits-Effizienz. Aus diesem Grund hat man sich bei der zentralen, lasttragenden Monocoque-Konstruktion für dieses High-Tech-Material entschieden. Diese Lösung kombiniert geringes Gewicht und exzellente Performance und wird bereits im modernen Sportfahrzeugbau eingesetzt. Das Monocoque-Chassis des Alfa Romeo 4C wiegt lediglich 65 Kilogramm.

Das Monocoque wurde komplett vom hochspezialisierten Alfa Romeo Team entwickelt und vom italienischen Unternehmen Adler Plastic in einem innovativen, auf dem letzten Stand der Technik befindlichen Produktionsprozess unter Berücksichtigung italienischer Manufakturqualität hergestellt. Dank dieses von der Formel 1 inspirierten und für Serienfertigung übernommenen Ansatzes, ist Alfa Romeo als einzige Marke in der Lage, eine Produktion von mehr als 1.000 Fahrzeugen pro Jahr zu garantieren.

Das Pre-Preg-Verfahren (für „preimpregnated fibres”, vorimprägnierte Fasern) gestattet es, die Laufrichtung der Kohlefasermatten genau so anzuordnen, dass die jeweilige Belastung optimal aufgenommen wird. Dadurch gewährleistet Kohlefaser ein Verhältnis aus Festigkeit und Gewicht, das mit keinem anderen Material darstellbar ist. Der gleiche Effekt wäre mit Metall nur mit zusätzlichen Verstärkungen oder höheren Materialstärken zu erreichen.

Die Verwendung von Kohlefaser, die ihre Festigkeit durch Backen bei hoher Temperatur, hohem Druck und unter Vakuum-Bedingungen in einem speziellen Gasdruckbehälter erhält, hat auch den Designern völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Ein Beispiel dafür ist die A-Säule. Im Standardprozess mit Metall sind dazu etwa ein halbes Dutzend Einzelteile nötig, die in verschiedenen Arbeitsschritten montiert werden. Bei der Herstellung eines Monocoques aus Kohlefaser ist die A-Säule ein einziges Teil, das darüber hinaus in die Gesamtstruktur integriert ist und deutlich höheren Belastungen gewachsen ist.

Aluminium
Für alle Bauteile des neuen Alfa Romeo 4C wurden Materialien gewählt, die optimale Torsionssteifigkeit mit möglichst geringem Gewicht kombinieren. Aluminium kommt zum Einsatz beim Überrollbügel hinter dem Cockpit sowie bei vorderem und hinterem Hilfsrahmen. Bei den Längsträgern der Hilfsrahmen wählten die Ingenieure eine spezielle Geometrie, die sich von der konventionellen rechteckigen Form verabschiedet.

Im Rahmen des ebenfalls zur Anwendung kommenden ‘Cobapress’ Verfahrens wird das Aluminium noch höher verdichtet als im Normalfall wodurch jedwede Porosität eliminiert werden kann. All dies dient der Reduktion des Gewichts in den Werkstoffen. Ein spezieller Schweiß Prozess ´Seam Welding´ eliminiert die beim Schweißen übliche Deformation des zugrundeliegenden Materials.

SMC (Sheet Moulding Compound)
Die Karosserie des Alfa Romeo 4C wird aus Faserverbundwerkstoff (SMC Sheet Moulding Compound) gefertigt, einem hoch widerstandsfähigen Material mit niedriger Dichte, das eine Gewichtsreduktion der Karosserie um 20 Prozent im Vergleich zu traditionellem Schichtstahl ermöglicht. Mit einem Gewicht von 1.5 Gramm pro Kubikzentimeter ist es deutlich leichter als Stahl (~7.8 g/cm³) und Aluminium (~2.7 g/cm³) und gleichzeitig besser formbar als diese Materialien. Dieses Material gab alle Freiheiten in Bezug auf Styling und Design, die erforderlich waren, einen reinen, unverwechselbaren Alfa Romeo zu schaffen.

Darüber verhält sich SMC im Gegensatz zu Aluminium elastisch und verformt nicht bei leichten Krafteinflüssen, es ist sehr resistent gegenüber vielen chemischen und atmosphärischen Stoffen und absorbiert Geräusche, was sich positiv auf den akustischen Komfort auswirkt. Letztendlich ermöglicht SMC eine funktionale Integration aller Teile. Dies wiederum bringt eine geringere Anzahl an Komponenten und Eingriffen mit sich, was in kürzerer Montagezeit und geringeren Produktionskosten resultiert.

PUR-RIM (Eingespritztes Polyurethan)
Aus den wie oben beschriebenen Gründen entschied man sich bei Stoßfängern und anderen aerodynamischen Teilen für PUR-RIM (eingespritztes Polyurethane). Es ist ein leichtgewichtiges Material (20 Prozent leichter als Stahl) und eignet sich sehr gut für komplexe Designelemente wie z.B. Stoßfänger und Kotflügel. Zudem erlaubt es die Produktion der benötigten Stückzahlen zu angemessenen Kosten.

Glas
Auf der Suche nach dem geringsten möglichen Gewicht wurde nahezu jedes Material untersucht. Im Falle von Glas wurde durch die Verwendung dünneren Materials eine Gewichtsreduktion erzielt. Sämtliche Gläser sind durchschnittlich zirka 10 Prozent dünner als jene herkömmlicher Fahrzeuge, was eine durchschnittliche Gewichtsreduktion von 15 Prozent bedeutet. Die aus drei Lagen bestehende Windschutzscheibe ist nur 4 Millimeter dick. Angesichts der aerodynamischen Linienführung war die Verwendung von solch dünnem Glas eine besonders komplexe Herausforderung.

Quelle: Alfa Romeo