So wie es früher bei Kutschen üblich war, wurden auch die ersten Karosserien (http://www.gts-shop.de/Karosserieteile/) damals komplett aus Holz gebaut. Die damalige Karosseriehaut bestand ab und zu aus Kunstleder oder Leder, meistens aber aus Alu – oder Stahlblech. Charles Terrès Weymann, ein französischer Geschäftsmann und Karosseriebauer lies sich eine vom Flugzeugbau abgeleitete Konstruktionsweise patentieren. Bevor Mitte der 1930er Jahre entsprechend große Pressen zu Verfügung standen, um Ganzstahldächer zu produzieren, hielt sich bei Dacheinsätzen bei geschlossenen Aufbauten das Material Holz. Stahl ist mittlerweile das meistverbaute Material im Automobilbau. Die Entwicklung der Ganzstahlkarosserie wurde Ende der 1920er Jahre von Budd angetrieben und von General Motors im Jahre 1934 in den USA übernommen. Bis in die 1950er Jahre wurden Fahrzeugdächer noch mit imprägniertem Stoff ausgestattet, da die existierenden Pressen nicht stark genug waren um komplette Autodächer zu pressen.
Aufbau einer Karosserie
Selbsttragende Karosserie
Um Knarrgeräusche im Fahrbetrieb zu vermeiden und elastische Verformungen an den Fugen zu den Aufbauteilen gering zu halten, ist eine sehr hohe Steifigkeit sehr wichtig. Deshalb sind gewisse Spaltmaße nur möglich, wenn die Karosserie (http://www.gts-shop.de/Karosserieteile/) steif genug ist. Bei schlechten Straßen oder Extremsituationen hat die Steifigkeit außerdem Einfluss auf das Fahrverhalten, um Schwingungsanregungen durch den Motor und des Fahrwerks zu widerstehen muss die Eigenfrequenz der Karosserie entsprechend abgestimmt sein. Unterschieden wird in der Karosseriekonstruktion zwischen der statischen Steifigkeit (Nm pro Winkeleinheit) und der dynamischen Steifigkeit (Hz). Die dynamische Steifigkeit liegt oberen Mittelklassefahrzeugen zwischen 35 und 47 Hz.
Nicht selbstragende Karosserie
Die nicht selbsttragenden Teile sind meist mit der selbstragenden Karosserie (http://www.gts-shop.de/Karosserieteile/) verbunden und werden meistens aus Stahl oder Kunststoff gefertigt. Folgende Teile gehören dazu:
– Kotflügel
– Türen
– Motorhaube
– Stoßstange
– Heckklappe
Aluminium
Es gibt erfolgreiche Bestrebungen Aluminium als Karosseriematerial zu etablieren, da die Dichte geringer ist als die von Stahl. Wegen seiner vorteilhaften geringeren Dichte in vielen Anwendungen kann Aluminium mit Stahl konkurrieren, auch wenn es teurerer ist, allerdings muss dabei der ebenfalls wesentlich geringere Elastizitätsmodul des Werkstoffes für gleiche Steifigkeit beachtet werden. Hier muss entweder mehr Material (z.B. ca. 40% dickere Blechstärke) oder mehr Bauraum benötigt. In Großserie werden bereits die Karosserien von z.B. Audi A2, A8; Jaguar XJ, Mercedes Benz SL oder Opel Speedster komplett in Aluminium produziert. Beim Subaru Legacy beispielsweise werden einzelne Fahrzeugteile aus Aluminium verbaut, z.B. Motorhaube und Heckklappe. Dabei ist die Herstellung und auch das Verbauen der Aluminiumteile nicht zeitaufwändiger als bei Stahlteilen. Der Verbrauchs- und Emissionsminderung (Gewichteinsparung beim Fahrzeug) durch den Aluminium Leichtbau steht die energieintensive Herstellung des Ausgangsstoffes gegenüber, ein Audi A8 hat erst nach der Laufleistung von 170.000 km die CO2 – Menge eingespart, die bei der Herstellung freigeworden ist.
Magnesium
Die konsequente Weiterentwicklung der Aluminiumkarosserie ist das Benutzen von Magnesium, bisher wird keine komplette Karosserie aus Magnesium hergestellt, sondern nur einzelne Teile. Die Verwendung von Magnesiumblechen wird derzeit noch von verschiedenen Problemen begleitet. Die begrenzte Umformbarkeit der hexagonalen Gitterstruktur des Magnesiums bei Raumtemperatur, die erst durch Warmumformung erweitert wird, ist eine grundsätzliche Schwierigkeit. Des Weiteren neigt Magnesiumblech zu hoher Korrosion (Steinschlag), deshalb ist es als Kotflügel oder Seitenwand wenig geeignet. Am ehesten kommen zudem eher Anwendungen im Hauben –am besten aber im Dachbereich in Frage, um den Schwerpunkt der Fahrzeuge weiter nach unten zu bewegen. Porsche hat Magnesiumblech im Interieur erfolgreich in Serie gebracht, die im Vergleich geringen Stückzahlen dürften diese Entscheidungen sicherlich positiv beeinflusst haben. Da im Innenraum Probleme wie Schmutz, Wasser oder aggressive Medien eher selten vorkommen, ist die Verwendung des Magnesiums im Innenraum nicht bedenklich.
Kunststoff
Der Chevrolet Corvette war das erste Auto, das mit kompletter Kunststoffkarosserie in Serie produziert wurde. Der P70 aus Zwickau mit einer Beplankung aus Phenolharz – Baumwoll – Kunststoff (Duroplast) und Holzgerippe als Basis wurde 1955 auf den Markt gebracht. Beim späteren Trabant wurde das Holzgerippe durch ein Ganzstahlskelett ersetzt und der Duroplast zur Beplankung beibehalten, Großserienautos, deren Karosserie vollständig aus Kunststoff gefertigt ist, wurden aber noch nicht produziert. Kunststoff kann auch aus nachwachsenden Rohstoffen wie Pflanzenöl hergestellt werden und hat den Vorteil, dass es nicht korrodiert. Da man solche Karosserien auch handwerklich herstellen kann, sind sie besonders für kleine und mittlere Serien geeignet. Um das Gewicht zu verringern, werden oft Solarautos und Energiesparautos mit einer Kunststoffkarosserien ausgestattet. Hier kommt statt reinem Kunststoff in der Regel CFK oder GFK zum Einsatz, dies erhöht die Festigkeit und Stabilität im Vergleich zum reinen Kunststoff. Es wird prognostiziert, dass im Jahr 2025 ca. 100.000 Tonnen CFK im Automobilbau eingesetzt sein werden, im selben Zeitraum sollen ca. 100 Mio. Tonnen Stahl verbaut werden. In einem aktuellen Projekt will das Imperial College London in Zusammenarbeit mit Volvo und weiteren Organisationen ein neues Verbundmaterial aus Kohlestofffasern (Carbon) und Polymerharzen entwickeln, das auch für den Karosseriebau eingesetzt werden soll. Die Besonderheit ist, dass es Energie speichern soll und somit die Karosserie gleichzeitig zum Akkumulator für zukünftige Elektrofahrzeuge wird.