CAMISMA

Carbonfaser-Amid-Metall-basiertes Innenstruktur-Bauteil im Multimaterialsystem-Ansatz

Vor dem Hintergrund des Klimawandels und abnehmender fossiler Energievorkommen ist die Entwicklung von ressourceneffizienten und emissionsarmen Fahrzeugen eine zentrale Herausforderung für Entwickler. Das Fahrzeuggewicht spielt dabei als verbrauchsrelevante Größe eine entscheidende Rolle. Die Notwendigkeit einer leichteren Fahrzeugstruktur wird durch die Entwicklung von batteriegetriebenen Elektrofahrzeugen verstärkt, da das hohe Gewicht heutiger Batterien kompensiert werden muss, um die Kundenanforderungen an die Fahrzeugreichweite zu erfüllen. Gebräuchliche Materialien im Fahrzeugbau sind hochfeste Stähle sowie Leichtmetalle. Bisher wurde insbesondere durch den Einsatz hochfester Stahl­güten und Verringerung der Blechdicken oder Substitution von Stahl durch Leichtmetalle versucht, Gewichtseinsparungen zu realisieren. Diese Möglichkeiten sind mittlerweile weitestgehend ausgeschöpft. Daher müssen neue Werkstoffe und Konstruktionsweisen entwickelt werden. In diesem Zusammenhang erfahren faserverstärkte Kunststoffe (FVK), insbesondere auf Basis von Kohlenstofffasern, zunehmende Aufmerksamkeit. Bekannt aus dem Flugzeugbau, bietet diese Materialgruppe durch ihre hohe spezifische Festigkeit und aufgrund ihrer hohen Formgebungsfreiheit die Möglichkeit für neue Leichtbaukonzepte. Allerdings sind diese Materialien für den Einsatz im Kraftfahrzeug bislang zu teuer. Wesentliche Gründe hierfür sind die hohen Kosten für die Ausgangsstoffe als auch die sehr zeitintensive Herstellung von Bauteilen aus FVK. Sie kann wirtschaftlich nicht mit den üblichen Blechumformverfahren konkurrieren. Ferner ist die Anbindung von FVK-Bauteilen an die metallbasierte Fahrzeugstruktur noch nicht zufriedenstellend gelöst. Im Projekt CAMISMA soll ein ganzheitlicher Lösungsansatz aufgezeigt werden, der einen Zugang zu preiswerten Kohlenstofffaserverstärkten Materialsystemen ermöglicht.

Wirtschaftliche Fertigung von innovativen Faserverbund-Komponenten

Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Leichtbau-Konzepts für den Automobilinnenraumbereich. Es handelt sich um ein Multimaterialsystem, welches auf einer intelligenten Kombination von drei Werkstoffsystemen basiert: Neuartige, preiswerte Kohlen­stoff-Faservliese werden mit kostengünstig gefertigten wärmeverformbaren Kohlen­stoff­faser­verbundwerkstoffen kombiniert und mit metallischen Verbundteilen zu einem integrierten Bauteil zusammengefügt. Diese Materialkombination ermöglicht ein niedriges Bauteilgewicht bei geringen Herstellkosten. Um die Machbarkeit des Konzeptes zu belegen, wird eine Fahrersitzlehnenstruktur als Funktionsmuster entwickelt, gefertigt und getestet. Dabei wird eine Gewichtseinsparung von insgesamt 40 % gegenüber herkömmlichen metall­basierten Konstruktionen angestrebt.