Koordinator
Brian Bautz
Laufzeit
01.02.2013 - 31.05.2016
Projektvolumen
2,8 million €
Projektpartner
AUDI AG
BMW AG
Voith Composites SE & Co. KG
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
08.02.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: How AI based solutions can enhance production efficiencies, improve sustainability and reduce waste
09.02.2023
CU
CU Bau
CU Ost
CU-Projektwerkstatt "Herausforderung SMC im Wertstoffkreislauf"
14.02.2023
CU
CU Nord
Deutsch-Chinesischer Aviation-Workshop
15.02.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Offensichtliche „Geheimnisse“ von Dämmstoffen – Vorteile für Bauelemente mit Carbon Bewehrung
17.02.2023
CU
Projekt GreenOffshoreTech: Antragstellerwerkstatt 2
20.02.2023
CU
CU West
Jour Fix CU West: „Rosenmontagsausgabe: Composites-Slam“
22.02.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Exposition und Wirkung von Carbonfaser- und CFK-Stäuben
28.02.2023
CU
CU Nord
CU Ost
CU Innovation Day "Effiziente und Nachhaltige Produktion großer Composite-Strukturen – Postcuring Prozesse"
01.03.2023
Ceramic Composites
CU
Sitzung des Doktoranten-AK des Ceramic Composites
02.03.2023
CU
CU West
Mitgliederversammlung von CU West
02.03.2023
Ceramic Composites
CU
CU West
CU Innovation Day "CMC and CFRP in energy conversion & storage"
03.03.2023
Ceramic Composites
CU
Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
06.03.2023
CU
CU Nord
CU Ost
CU West
CU-Reihe "Verbundwerkstoff trifft Anwenderbranche": Einladung zu "Verbundwerkstoff trifft Wasserstofftechnik"
07.03.2023
-
10.03.2023
CU
CU Ost
Additive Fertigung - Evolution einer modernen Technologie
08.03.2023
CU Switzerland
EPFL Engineering Industry Day 2023
08.03.2023
CU
CU Nord
CU Ost
Sitzung der AG "Leichtbau für Wasserstoffsysteme" - Pitch Event
20.03.2023
-
21.03.2023
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Leichtbau-Forschung
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
5. Fachtagung COMPOSITE RECYCLING & LCA
20.03.2023
Ceramic Composites
CU
CU West
16. Jour Fix: „Chancen für Verbundwerkstoffe in der Verteidigungstechnik“
23.03.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis - Werkstoffe, Konstruktion und Verarbeitung
24.03.2023
CU
MAI Carbon
Talente finden & binden: Fachkräftegewinnung und gezielte Weiterbildung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
24.03.2023
CU
CU Ost
12. Ordentliche Mitgliederversammlung CU Ost
24.03.2023
-
25.03.2023
CU
CU Ost
Meet the Robots - Robotertage in Dresden
27.03.2023
-
31.03.2023
CU
Geschäftsanbahnung Polen – Nachhaltigkeitslösungen und Leichtbau für die gesamte Fahrzeugindustrie
30.03.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
18.04.2023
CU
MAI Carbon
Sitzung der AG "CFK im Maschinenbau"
19.04.2023
CU
MAI Carbon
Fachkräfte finden & binden: Impulse eines innovativen Recruitings - eine Kooperationsveranstaltung mit A3
25.04.2023
-
27.04.2023
CU
JEC World 2023 in Paris
04.05.2023
CU
CU Ost
CU West
CU Innovation Day "Automated Fiber Placement"
11.05.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Grundlagen Thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde
16.05.2023
CU
CU Ost
Projekt-Konferenz "Leichtbau made in Berlin"
26.05.2023
CU
MAI Carbon
Talente finden & binden: Fachkräftegewinnung und gezielte Weiterbildung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
13.06.2023
-
14.06.2023
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Leichtbau-Forschung
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
LightCon 2023
22.06.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
22.06.2023
-
23.06.2023
CU
CU Ost
26. Internationales Dresdner Leichtbausymposium
23.08.2023
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
10.10.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Grundlagen Thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde
11.10.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Thermoanalyse
12.10.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Mechanische Prüfung
13.10.2023
Ceramic Composites
CU
Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
19.10.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
16.11.2023
CU
5. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e. V.
22.11.2023
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Infiltrationstechnik - Theorie und Praxis
30.11.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis - Werkstoffe, Konstruktion und Verarbeitung
07.12.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
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Composites United e.V. ist ein Verbund von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, der die gesamte Wertschöpfungskette für faserbasierten multimaterialen Leichtbau in Deutschland, Österreich und der Schweiz abdeckt. Dazu kommen internationale Vertretungen in Japan, Süd-Korea, China und Indien.