Von Michael Rothe
Das hat die Welt noch nicht gesehen: einen Zug, der fast vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) besteht. Ein solches Teil wurde am Dienstagnachmittag auf der Innotrans in Berlin, der Weltleitmesse für Verkehrstechnik, enthüllt. Mit dem Leichtbauzug wird praktisch der Flugzeugbau auf die Schiene geholt. Er wird noch bis zum Sonntag auf dem Freigelände der Schau, Stand 4/109, vorgestellt.
Die Schöpfer der aufsehenerregenden Innovation sitzen im Dresdner World Trade Center: ein 35-köpfiges deutsch-chinesisches Ingenieurteam. CG Rail, Kurzversion für Chinesisch-Deutsches Forschungs- und Entwicklungszentrum für Bahn- und Verkehrstechnik Dresden GmbH, hat den Zug gemeinsam mit nationalen und internationalen Netzwerkpartnern im Auftrag der China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC) entwickelt. Die Chinesen sind mit 18 Milliarden Euro Jahresumsatz der größte Schienenfahrzeughersteller der Welt.
„Made in Saxony“ ist eingebunden in das Gesamtvorhaben „Next Generation Metro Train“, mit dem CRRC den Nahverkehr, insbesondere bei U-Bahnen, leistungsfähiger und umweltfreundlicher machen will. „Eine höchstmögliche Massereduzierung durch den ressourceneffizienten Einsatz von Leichtbau-Strukturen ist bei limitierter Achslast eine wesentliche Grundlage zur Erhöhung der Nutzlast“, sagt der chinesische CG-Rail-Chef Sansan Ding. So könnten mehr Fahrgäste auf gleichem Raum transportiert, die Taktzeiten verkürzt und der Komfort im Innern erhöht werden – bei weniger Energieeinsatz. Auch strahlten die neuen Erkenntnisse synergetisch in andere Branchen aus.
CG Rail hat mit Frontkabine, Wagenkasten, Unterflurverkleidung und Drehgestellrahmen die wesentlichen Module für die neue Metro-Generation entwickelt und dabei richtungweisende Leichtbau-Innovationen für Schienenfahrzeuge geschaffen. So besteht der Wagenkasten zu 70 Prozent aus CFK, wodurch er gegenüber herkömmlicher Aluminium-Bauweise um 30 Prozent leichter ist. Neben den Leichtbau-Strukturen durch werkstoffgerechte Simulation liegt das Know-how vor allem in den neuartigen Leichtbau-Technologien. CG Rail ist es nach eigenen Angaben gelungen, 22 Meter lange CFK-Profile mit Wandstärken bis zu 25 Millimeter und verschiedenen Faserarten und Faserorientierungen in einem Stück effizient zu fertigen.
Ein exzellentes Partner-Netzwerk
„Wir können endlos lange Bauteile herstellen, die momentane Begrenzung auf 77 Meter ist nur durch die räumlichen Gegebenheiten bedingt“, sagt Andreas Ulbricht, der gemeinsam mit Sansan Ding Chef der 2015 gegründeten CG Rail ist. Er betont, dass auch die Vorrichtungen zum präzisen Fügen und zur toleranzgerechten Montage der großflächigen Wagenkasten-Strukturen von seinem Team entwickelt und von sächsischen Unternehmen gebaut wurden. Die Prozesse seien hochautomatisiert und erlaubten eine reproduzierbare und effiziente Fertigung. Sie beruhten ebenfalls auf Dresdner Leichtbau-Know-how – mit Ursprung am Institut für Leichtbau- und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden.
Der gegenüber einem Stahl-Äquivalent um gut 40 Prozent leichtere Drehgestellrahmen halte höchsten Belastungen stand und erfülle alle fahrdynamischen Anforderungen, versprechen die Entwickler. Das hätten Härtetests bei einer simulierten Lebensdauer von 33 Jahren bewiesen. Ulbricht spricht von „Sprunginnovation“. Einen neuen Benchmark setzen demnach auch Frontkabine und Unterflurverkleidung, die dank eines bis zu 90-prozentigen CFK-Anteils ebenso 30 Prozent weniger wiegen als vergleichbare Metallteile. Für den Innovationsgrad aller Entwicklungen sprechen bisher 16 angemeldete Patente.
Von den ersten Entwürfen bis zur Fertigstellung von vier Frontkabinen, drei Wagenkästen, fünf Drehgestellen und sieben Unterflurverkleidungen dauerte es keine zwei Jahre. Der 40-jährige Firmenchef lobt das exzellente Partner-Netzwerk in der Region – von der TU Dresden mit ihren Instituten über mehr als zehn Fraunhofer-Einrichtungen, je drei Leibniz- und Max-Planck-Institute sowie ein Helmholtz-Zentrum bis hin zu den Partnern der Leichtbau-„Familie“. Diese im Vergleich zu anderen Standorten geballte Expertise sei wesentlicher Grund für die Ansiedelung von CG Rail in Dresden gewesen, so Ulbricht.
Nach in der Gründerphase üblichen Anlaufverlusten will die Gemeinschaftsfirma auch finanziell aufs Gleis kommen. Stand 2017 ein Umsatz von 321 000 Euro, so wird in diesem Jahr bereits mit einem Geschäft von mehr als 48 Millionen Euro gerechnet.