Ein Team aus Forschung und Industrie will im Rahmen des Forschungsprojektes Hyopt die Vorzüge hybrider Mehrschichtverbunde auch für den Leichtbau bei Automobilen zugänglich machen und berichtet davon im Fachmagazin Industrieanzeiger. Der bekannteste Vertreter dieser hybriden Mehrschichtverbunde – Glare – ist ein Verbund aus mehreren alternierenden Schichten aus Aluminium und glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Das Material wird für große Rumpfbereiche des Airbus A380 eingesetzt.
Ein direkter Technologietransfer in die Automobilfertigung ist jedoch bisher nicht ohne weiteres möglich. Die Fertigungstechnologien und Prozesszeiten genügen nicht den automobiltypischen Kosten- und Taktzeitvorgaben. Die Kombination von Werkstoffen mit teils konträren Eigenschaften stellt die Forscher zudem vor neue Herausforderungen.
Das Projektkonsortium, das an das Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen (ILH) der Universität Paderborn angebunden ist, entwickelt eine Toolbox, die dem Design und der Herstellung neuer Hybridwerkstoffe dient. Dabei wird – typisch für den Leichtbau – das jeweilige Eigenschaftsprofil direkt aus Simulationen abgeleitet und berücksichtigt vorausschauend neben den Strukturanforderungen an das Bauteil auch die Fertigungsrestriktionen des umzuformenden Halbzeugs.
Der Vorteil liegt in einem einfach handhabbaren Prozess, der die in der Blechumformung bewährte Anlagentechnik nutzt. Die erzielbare Gewichtseinsparung gegenüber konventionellen Blechformteilen liegt zwischen 25 bis 30 Prozent.
„Konkret geht es um die Entwicklung von CAE-Methoden sowie smarten und flexiblen Produktionsprozessen, um Hybridwerkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften herzustellen.“
Prof. Thomas Tröster, Konsortialleiter, Universität Paderborn
Unter Hybridwerkstoffen werden in diesem Projekt Verbunde aus faserverstärkten Kunststoffen und metallenen Blechen verstanden, die sich in ihren Eigenschaften anpassen lassen.
Für die Produzenten der hybriden Leichtbauteile sollen sich die Abläufe so einfach wie möglich gestalten. Die Wissenschaftler planen daher, alle Teilaspekte der optimierungsbasierten Auslegung in einer benutzerfreundlichen Software zusammenzuführen – der HyOpt App. Das Projekt startete im Mai 2019 und läuft bis Mitte 2022.
Projektpartner des ILH sind: D&S Holding (Strahltechnik), EMS (Werkzeugbau), Thyssenkrupp Steel Europe (Stahlwerkstoffe), Erichsen (Mess- und Prüftechnik), Clean-Lasersysteme (Lasersysteme), Kraiburg (Elastomere)
Quelle und mehr Infos: Industrieanzeiger (pdf)