Leichtbau ist und bleibt eine Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr zahlreiche Industrien, von der Fahrzeug- und Flugzeugtechnik \u00fcber den Schiffbau bis zur Raumfahrt. Gleichzeitig bietet er durch den Ansatz der Gewichtsreduktion hohe Einsparpotenziale im Hinblick auf klimasch\u00e4dliche Emissionen. Ein Hemmnis stellen bisher die vergleichsweise hohen Kosten dar. Im EU-Projekt ALLIANCE haben sich Autohersteller, Zulieferer und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um dies zu \u00e4ndern \u2013 koordiniert von Daimler und dem Fraunhofer-Institut f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF. Das positive Ergebnis: Bis zu 33 Prozent leichtere Komponenten bei nicht einmal drei Euro Mehrkosten pro eingespartem Kilogramm lassen sich tats\u00e4chlich realisieren.<\/b><\/p>\n
Angesichts des Klimawandels gilt es, sch\u00e4dliche Emissionen von Autos zu senken. Ein Ansatz dazu liegt darin, deren Gewicht zu reduzieren \u2013 sprich Leichtbau. Bislang steht der hohe Preis der Komponenten einem gro\u00dffl\u00e4chigen Einsatz jedoch im Weg, Leichtbaukomponenten sind f\u00fcr g\u00fcnstige Automodelle schlichtweg zu teuer. Soll sich der Leichtbau f\u00fcr den Gro\u00dfteil verbauter Autokomponenten durchsetzen, muss also an der Preisschraube gedreht werden.<\/p>\n
Eben dies haben zahlreiche Partner im EU-Projekt ALLIANCE, kurz f\u00fcr AffordabLe Lightweight Automobiles AlliaNCE, getan: Sie loteten aus, welche Kosteneinsparungen m\u00f6glich sind und entwickelten entsprechende Technologien. Beteiligt waren sechs namhafte Automobilhersteller, sechs Komponenten- und Materialzulieferer sowie verschiedene Forschungseinrichtungen. Die Koordination des Projekts lag bei Daimler und dem Fraunhofer-Institut f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF in Darmstadt. \u00bbGemeinsam konnten wir zeigen: Kosteng\u00fcnstiger Leichtbau ist m\u00f6glich!\u00ab, sagt Prof. Thilo Bein, Leiter des Wissenschaftsmanagements am Fraunhofer LBF. Als Projektsekret\u00e4r hat er die Partner koordiniert, Ergebnisse nachverfolgt, Meetings organisiert und \u00c4hnliches. \u00bbBei den einzelnen Komponenten konnten wir \u00fcber 30 Prozent des Gewichts einsparen und somit deren Anteil an den CO2<\/sub>-Emissionen um 25 Prozent reduzieren \u2013 bei einem Plus der Kosten von lediglich 2,67 Euro pro eingespartem Kilogramm durchschnittlich pro Komponente, was f\u00fcr die Autohersteller akzeptabel ist.\u00ab Ber\u00fccksichtigt man die CO2<\/sub>-Bilanz und die Energiebilanz von Anfang an, k\u00f6nnen die Kosten sogar noch weiter reduziert werden, so das Ergebnis des Projekts.<\/p>\n Die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer LBF haben jedoch nicht nur in puncto Koordination zum Projekt beigetragen, sondern auch eigene Forschungsleistungen eingebracht: so etwa beim Design der Komponenten. Greift man f\u00fcr die Produktion von Autokomponenten zu neuen Materialien, m\u00fcssen Parameter wie Wandst\u00e4rke, Eigenfrequenz der Bauteile \u2013 was f\u00fcr die L\u00e4rmentwicklung wichtig ist \u2013 oder Gewicht neu optimiert werden. Vielfach geschieht dies \u00fcber die Finite-Elemente-Methode: Dabei wird beispielsweise der virtuelle Kotfl\u00fcgel in viele kleine Einheiten unterteilt und anschlie\u00dfend dessen physikalisches Verhalten berechnet und optimiert. Diese Modelle sind jedoch sehr komplex. \u00bbAm Fraunhofer LBF haben wir daher ein parametrisiertes Modell entwickelt, das dieses Vorgehen extrem vereinfacht\u00ab, sagt Bein. Das Prinzip: Die Experten reduzieren die Komplexit\u00e4t des Modells, wobei die Parameter wie Gewicht, Eigenfrequenz oder Wandst\u00e4rke weiterhin erhalten bleiben. Dieses Modell nutzen sie f\u00fcr die Optimierung \u2013 was deutlich einfacher ist \u2013 und \u00fcbertragen die Ergebnisse anschlie\u00dfend wieder zur\u00fcck in das urspr\u00fcngliche Finite-Elemente-Modell. \u00bbDiese Multi-Parameter-Optimierung kann sowohl in der fr\u00fchen Konzeptphase als auch im sp\u00e4teren detaillierten Design eingesetzt werden\u00ab, sagt Bein. In einem virtuellen Demonstratormodul einer Vorderwagen-Komponente von Opel haben die Forschenden ihre Methode bereits getestet. Das Ergebnis: Die Iterationsschritte beim Design werden reduziert, gew\u00fcnschte Parameter besser erreicht.<\/p>\n Zum Projekt ALLIANCE geh\u00f6rte auch die Entwicklung entsprechender F\u00fcgeverfahren, um die Leichtbau-Komponenten fest und sicher miteinander zu verbinden: Das Ergebnis sind 14 verschiedene F\u00fcgeverfahren. Die Fraunhofer-Experten haben hier ihre Kompetenz in der Betriebsfestigkeitspr\u00fcfung eingebracht. So haben sie beispielsweise f\u00fcr hybride F\u00fcgeverfahren \u2013 Nieten in Kombination mit Kleben \u2013 bauteil\u00e4hnliche Proben verschiedenen zyklischen Belastungen unterzogen und untersucht, wie gut die Verbindungen dieser Prozedur standhalten. Eine weitere \u00dcberpr\u00fcfung der Betriebsfestigkeit nahmen die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer LBF an einem Kunststoff-Unterboden von Toyota vor. Beide Pr\u00fcfungen lieferten gute Ergebnisse.<\/p>\n Das Projekt ist beendet. Weitere Forschungsbedarfe seitens des Konsortiums sind definiert \u2013 ein Folgeprojekt ist in der Vorbereitung. \u00bbDie Ergebnisse werden in den n\u00e4chsten Jahren in die Produktentwicklung einflie\u00dfen\u00ab, ist sich Bein sicher.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Leichtbau ist und bleibt eine Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr zahlreiche Industrien, von der Fahrzeug- und Flugzeugtechnik \u00fcber den Schiffbau…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":19547,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-19546","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19546","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=19546"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19546\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":19548,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19546\/revisions\/19548"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/19547"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=19546"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=19546"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=19546"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=19546"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Vom Design bis zum F\u00fcgeverfahren<\/h4>\n