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Thursday, July 02, 2009 · 445 words · 3514 characters

Energieeffizienz durch intensiven Multi-Material-Leichtbau

In diesen Tagen geht nach rund vierjähriger Laufzeit das europäische Verbundprojekt SuperLIGHT-CAR (SLC) zu Ende. Ziel der insgesamt 37 Partner aus neun Ländern der Europäischen Union war die Entwicklung einer Leichtbaukarosserie für ein Großserienfahrzeug. Dabei sollte durch den intensiven Einsatz unterschiedlicher Materialien eine Gewichtseinsparung von mindestens 30 % bei vertretbaren Zusatzkosten erzielt werden. Auf einer zweitägigen Konferenz in Wolfsburg wurden Ende Mai die Projektergebnisse sowie der Prototyp der Karosserie erstmals der Öffentlichkeit präsentiert.

Das Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen University hat als Mitglied des Projekt-Führungskreises seine langjährigen Erfahrungen auf dem Gebiet des Multi- Material-Leichtbaus einbringen und ausbauen können. Unter anderem wurde für die Eingrenzung der in Frage kommenden Materialien am ika eine Methode entwickelt, die durch einen systematischen Abgleich zwischen Bauteilanforderungen und Materialeigenschaften dem Konstrukteur eine Werkstoff-Vorauswahl liefert. Unterstützt wird die Methode durch eine umfangreiche Simulationsdatenbank, die es ermöglicht, auch nichtlineare Zusammenhänge in die Vorauswahl mit einzubeziehen.

Zur Bewertung des Strukturverhaltens des neuartigen Werkstoffmixes wurden umfangreiche Simulationsarbeiten vom ika durchgeführt. Dazu zählten Topologieoptimierungen zur Ermittlung der optimalen Strukturverläufe sowie Steifigkeits- und Crashuntersuchungen zur Sicherstellung der Struktureigenschaften sowie der passiven Sicherheit. Hierfür wurde ein innovativer Ansatz gewählt, der es ermöglicht, mit nur einem Simulationsmodell vielfältige Untersuchungen durchzuführen. Umfangreiche Versuchsreihen haben darüber hinaus wichtige Erkenntnisse über das Verhalten neuartiger Fügetechniken in Verbindungen mit unterschiedlichen Materialien geliefert. Dazu zählte auch die Entwicklung von geeigneten Simulationsmethoden für diese Verbindungen.

Das Referenzfahrzeug wurde zu Projektbeginn vom VW Golf V abgeleitet. Gegenüber dieser Referenz erzielt die SuperLIGHT-CAR-Karosserie eine Gewichtseinsparung von rund 37 %. Abgesehen von höchstfesten Stählen und Aluminium haben auch Magnesium sowie faserverstärkte Kunststoffe Anteil an der um über 100 kg leichteren Struktur. Neben der nominellen Reduzierung des Gewichts bestand das Ziel vor allem darin, die Machbarkeit von Multi-Material-Lösungen anhand von Beispielen unter Beweis zu stellen. Um die theoretischen Ergebnisse in eine reale Struktur umzusetzen, ist ein Hardware- Demonstrator entstanden, der die Lösungen anhand eines vollständigen Body-in-White veranschaulicht und bereits heute unter Experten ein vielgefragtes Anschauungsobjekt darstellt. Am 22. und 23. September wird der SuperLIGHTCAR- Demonstrator auch als Ausstellungsstück auf den Aachener Karosserietagen 2009 zu sehen sein (www.ika.rwth-aachen.de/veranstaltung/2009/09-22).

´In weiteren Forschungsprojekten beschäftigt sich das Institut für Kraftfahrzeuge derzeit intensiv mit neuen Fahrzeugkonzepten einschließlich alternativer Antriebe. Innovative Fahrzeugarchitekturen ermöglichen einen effektiven Einsatz unterschiedlicher Materialien durch neue Freiheitsgrade in der Gestaltung und Anordnung von Komponenten. Sie leisten so einen wertvollen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz zukünftiger Fahrzeuggenerationen.