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
04.12.2023
CU
CU Nord
Jahresnetzwerktreffen von Niedersachsen Aviation
04.12.2023
Ceramic Composites
CU
CU Nord
CU Ost
CU West
CU-Reihe "Verbundwerkstoff trifft Anwenderbranche": Einladung zu "Verbundwerkstoff trifft Chemie- und Anlagenbau"
05.12.2023
-
05.12.2023
CU
ABSAGE/VERSCHIEBUNG: Gemeinsame Sitzung der 3er-CU-AG Engineering, Verbindungstechnik, Zerstörungsfreie Werkstoff- u. Bauteilprüfung
06.12.2023
CU
CU Nord
CU Nord-Weihnachtsstammtisch
06.12.2023
CU
CU Nord
Sitzung der AG "Brandschutz"
06.12.2023
CU
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Webseminar Wednesday: Polyamide 9T – a class of its own
07.12.2023
CU
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CU Innovation Day "Composites in Rail - Anforderungen an Faserverbunde in Schienenfahrzeugen"
07.12.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
08.12.2023
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MAI Carbon
Business Lunch mit dem Präsidenten von KCarbon aus Südkorea
13.12.2023
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Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Flexible Handhabungstechnik für Flugzeugbauteile aus Stahl und Faserverbundwerkstoffen für Roboteranwendungen
11.01.2024
CU
MAI Carbon
Webinar zu den neuen Bekanntmachungen der Förderlinie Digitalisierung des Bayerischen Verbundforschungsprogramms (BayVFP)
15.01.2024
CU
CU Nord
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22. Jour Fixe: "Composites-Slam 2024"
18.01.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
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CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
CU Projektforum powered by MAI Carbon
23.01.2024
-
26.01.2024
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NORTEC – Fachmesse für Produktion
24.01.2024
-
25.01.2024
CU
CU Nord
CU Innovation Day "Machine Learning & Smart Factory – How can Composites production be ramped up with AI solutions?"
24.01.2024
CU
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Effizient, präzise, automatisiert: Roboterbasierte additive und subtraktive Fertigung großformatiger Formwerkzeuge
26.01.2024
CU
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Infoveranstaltung zum Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
31.01.2024
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CU Innovation Day "Structural Health Monitoring meets Non-Destructive Testing"
01.02.2024
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CU Innovation Day "Nachhaltige Textil-Lösungen für innovative und wirtschaftliche Faserverbundbauteile"
07.02.2024
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10. Fachkongress Composites Simulation
19.02.2024
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23. Jour Fixe: „Neue Leichtbaulösungen in der Luftfahrt“
22.02.2024
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CU Innovation Day "Faserverbund-Produktionseffizienz durch Digitalisierung“
05.03.2024
-
07.03.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
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CU Switzerland
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JEC World 2024
14.03.2024
Ceramic Composites
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Sitzung des "Doktoranden-AK des Ceramic Composites"
14.03.2024
Ceramic Composites
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Sitzung der AG "OxiCer"
14.03.2024
Ceramic Composites
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Sitzung der AG "Hybride CMC"
14.03.2024
Ceramic Composites
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Mitgliederversammlung Ceramic Composites
15.03.2024
Ceramic Composites
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Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
18.03.2024
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24. Jour Fixe „Energieeinsparung durch Leichtbau“
20.03.2024
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MAI Carbon
CU Innovation Day "Unmanned Aerial Vehicle and Unmanned Aerial System"
22.03.2024
CU
CU Ost
13. Ordentliche Mitgliederversammlung CU Ost
22.03.2024
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Infoveranstaltung zum Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
15.04.2024
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25. Jour Fixe „Prepreganwendungen: CFK & CMC“
24.04.2024
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25.04.2024
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CU Ost
Faserverbund Sandwich-Tagung
14.05.2024
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16.05.2024
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CU Bau
"Carbonbeton – Faserverbundwerkstoffe für Neubau und Sanierung" – CU Bau-Podium bei den 68. BetonTagen in Ulm
13.06.2024
-
14.06.2024
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CU Ost
27. Internationales Dresdner Leichtbausymposium
19.06.2024
-
20.06.2024
Ceramic Composites
CU
CU Nord
CU West
CU Innovation Day "Composites in Defense Applications"
19.06.2024
CU
CU West
Mitgliederversammlung CU West
21.08.2024
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
26.11.2024
CU
6. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e.V. & Zwanzigjahrfeier
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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.