Koordinator
Brian Bautz
Laufzeit
01.02.2013 - 31.05.2016
Projektvolumen
2,8 million €
Projektpartner
AUDI AG
BMW AG
Voith HySTech GmbH
Universität der Bundeswehr München - Institut für Leichtbau
Der entscheidende Schritt zum superleichten Carbonfaserauto und -flugzeug
Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) hat sich in den letzten Jahren immer stärker im Automobil- und Flugzeugbau, aber auch in Dingen des täglichen Umgangs (z. B. Sportgeräte) etabliert. Dennoch gibt es noch offene Fragen. Dazu muss man verstehen, was einen Faserverbundwerkstoff kennzeichnet: Der Werkstoff besteht aus vielen dünnen Fasern (hier Carbonfasern), die über eine Art „Klebstoff“ zusammengehalten werden. Die Fasern haben, bezogen auf ihr Gewicht, eine extrem hohe Festig- und Steifigkeit in Faserrichtung. Bei Belastung quer zur Faserrichtung werden die Kräfte jedoch nur durch den „Klebstoff“ übertragen, der eine sehr geringe Festigkeit aufweist. Bei einem realen Bauteil müssen daher die Fasern in Menge und Richtung so eingesetzt werden, dass in jeder Lastrichtung die notwendigen Fasern vorhanden sind. Auf diese Weise kann ein Bauteil genau auf seine Belastung zugeschnitten und dadurch sehr leicht gebaut werden.
Eine besondere Herausforderung ergibt sich aber in den Bereichen, in denen das Bauteil z. B. durch Schrauben mit der umgebenden Struktur verbunden ist. In diesen Lasteinleitungsbereichen wird das Material sehr konzentriert und sehr komplex belastet. Solche Bereiche müssen heute konstruktiv aufwendig gestaltet werden, was die Fertigung in der Regel sehr teuer macht. Die Herausforderung liegt nun darin, einfach und preisgünstig herstellbare Lasteinleitungsbereiche zu entwickeln, die funktionell der aufwendigen Variante ebenbürtig sind.
Abbildung: Probengeometrie für Voruntersuchungen
Um Lasteinleitungsbereiche effektiver gestalten zu können, müssen zunächst die dort wirkenden Mechanismen zur Lastübertragung besser verstanden werden. Zu diesem Zweck werden Versuche und Berechnungen durchgeführt. Die Berechnungen liefern Erkenntnisse, die sich im Versuch nicht messen lassen, während die Versuche Eingabegrößen für die Berechnung liefern, Schwachstellen aufzeigen und letztlich die Berechnungen validieren. Basierend auf diesen Ergebnissen werden dann neue konstruktive Lösungen für optimierte Lasteinleitungsbereiche entwickelt. Begleitet werden diese Arbeiten durch Untersuchungen und Entwicklungen geeigneter Fertigungsverfahren, um auch kostengünstige Bauteile herstellen zu können. Das Ziel des Vorhabens besteht darin, kosten- und gewichtseffektive sowie großserientaugliche Lösungen für typische Lasteinleitungsbereiche von Carbonfaserbauteilen für die Luftfahrt- und Automobilindustrie zu entwickeln. Nur so kann der Werkstoff „Carbonfaser“ seinen Vorteil, extremen Leichtbau zu ermöglichen, voll ausspielen. Letztendlich tragen alle diese Bemühungen zu einer der wichtigsten Aufgaben bei, der Nachhaltigkeit durch Energieeinsparung.
Die dazugehörigen Abschlussberichte der Projektpartner finden Sie hier: Abschlussbericht MAI Last
25.06.2025
CU
CU Ost
Rudolstädter Kunststofftage "Nachhaltige Kunststoffe durch Recycling"
25.06.2025
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Advancing Bio-Based Polymers: Sustainable Solutions for Composite Applications
26.06.2025
-
27.06.2025
CU
CU Ost
28. Internationales Dresdner Leichtbausymposium
01.07.2025
-
01.07.2025
Sitzung der AG „Digitalisierung“ (gemeinsam mit dem AVK)
02.07.2025
CU
MAI Carbon
Fachforum "Advanced Materials für Transport und Logistik"
02.07.2025
-
03.07.2025
CU
CU Bau
Fachtagung „Faserverstärkte Kunststoffe im Bausektor“
03.07.2025
-
03.07.2025
CU
Sitzung der CU AG Strukturelle Integrität und UAG Composite Fatigue bei Röder Präszision
09.07.2025
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Eureka Lightweighting Call 2025 - Internationale Förderchancen für Industrie und Forschung
10.07.2025
CU
MAI Carbon
Luftfahrttag bei Hufschmied
17.07.2025
CU
MAI Carbon
MAI Carbon Mitgliederversammlung
20.08.2025
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
02.09.2025
-
03.09.2025
CU
CU Nord
CU West
CU Innovation Day "Composite structures in interiors: Challenges and solutions in the production - looking beyond the aviation industry"
05.09.2025
CU
CU Switzerland
Polymer Additives Academy: Styrenics
15.09.2025
CU
CU Nord
CU West
33. Jour Fixe "Luftfahrt: leichter mit Verbundwerkstoffen“
17.09.2025
CU
CU Innovation Day "Composites/Materials in the Sports Industries"
30.09.2025
-
01.10.2025
CU
CU Nord
CU Innovation Day „Composite Repair 2025”
02.10.2025
CU
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MAI Carbon
CU Innovation Day "Effizienzsteigerung und Qualitätskontrolle in der Faserverbundfertigung durch Echtzeit-Daten und Künstliche Intelligenz"
08.10.2025
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Thermoanalyse
09.10.2025
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Mechanische Prüfung
13.10.2025
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15.10.2025
CU
MAI Carbon
Leistungsschau "Leichtbau für die Mobilität der Zukunft"
14.10.2025
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Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
20.10.2025
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24.10.2025
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Geschäftsanbahnungsreise Japan
21.10.2025
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22.10.2025
Ceramic Composites
CU
CU Austria
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CU BW
CU Nord
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CU Switzerland
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MAI Carbon
JEC Forum DACH 2025
22.10.2025
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24.10.2025
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CU-Gemeinschaftsstand auf der AIRTEC
29.10.2025
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Polymer Additives Academy: Flame retardants and construction
29.10.2025
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CU Ost Unternehmer-Stammtisch – Auf ein Getränk bei KVB
05.11.2025
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Technologietag Leichtbau 2025
12.11.2025
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13.11.2025
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CU Projektforum und CU Mitgliederversammlung 2025
18.11.2025
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Weiterbildung: Infiltrationstechnik - Theorie und Praxis
18.11.2025
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Polymer Additives Academy: Sustainable Polymers
27.11.2025
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Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis - Werkstoffe, Konstruktion und Verarbeitung
02.12.2025
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Anwenderforum Smart Composites
03.12.2025
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04.12.2025
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17. Kolloquium "recycling for textiles"
16.09.2026
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CU West Mitgliederversammlung & Jubiläumsfeier
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