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
18.03.2024
CU
CU West
24. Jour Fixe „Energieeinsparung durch Leichtbau“
18.03.2024
-
19.03.2024
CU
CU Ost
1. Nationale Kompetenzschau "Kreislauf. Leichtbau. Erleben."
19.03.2024
CU
CU BW
CU Ost
Effizient, präzise, automatisiert: Roboterbasierte additive und subtraktive Fertigung großformatiger Formwerkzeuge
20.03.2024
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
20.03.2024
CU
CU Nord
MAI Carbon
CU Innovation Day "Advanced Air Mobility - Opportunities for Composite Materials"
22.03.2024
CU
CU Ost
13. Ordentliche Mitgliederversammlung CU Ost
22.03.2024
CU
MAI Carbon
Infoveranstaltung zum Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
09.04.2024
-
09.04.2024
CU
CU AG-Sitzung Strukturelle Integrität und Composite Fatigue
15.04.2024
Ceramic Composites
CU
CU West
25. Jour Fixe „Prepreganwendungen: CFK & CMC“
16.04.2024
MAI Carbon
SIAT Webseminar: Der Impact der Cybersicherheit auf unsere Normenlandschaft
23.04.2024
CU
MAI Carbon
Symposium powered by SIAT: Zukunft durch Transformation - Kultur, Prozesse und Künstliche Intelligenz
24.04.2024
-
25.04.2024
CU
CU Ost
Faserverbund Sandwich-Tagung
26.04.2024
Ceramic Composites
CU
Sitzung der AG "Endbearbeitung CMC - Oberflächentechnik CMC/CFK - Ceramic Composites""
07.05.2024
CU
CU Ost
CU West
3er AG-Sitzung "Funktionale Additive in der FVK-Prozesskette"
08.05.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Möglichkeiten der CFK-Stablegetechnologie für kosteneffiziente Bauwerke und Konstruktionen ganz ohne Beton
14.05.2024
-
16.05.2024
CU
CU Bau
"Carbonbeton – Faserverbundwerkstoffe für Neubau und Sanierung" – CU Bau-Podium bei den 68. BetonTagen in Ulm
16.05.2024
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Grundlagen Thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde
16.05.2024
CU
CU Ost
ProKI-Thementour
22.05.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Novel Matrix-NDT Technology for improved composites testing
23.05.2024
CU
CU Nord
CU Nord Stammtisch – Boßeln im Alten Land
28.05.2024
-
29.05.2024
CU
CU Nord
Composites Innovation Event: Advanced Technologies for Sustainable Composites
05.06.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Die digitale Prozesskette: ein Instrument zur Erschließung weiterer Potentiale der automatisierten Faserablage
13.06.2024
-
14.06.2024
CU
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
20.06.2024
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
27.06.2024
CU
MAI Carbon
MAI Carbon Mitgliederversammlung
03.07.2024
CU
MAI Carbon
Fachforum "Advanced Materials 4 New Mobility"
09.07.2024
-
10.07.2024
CU
CU Bau
MAI Carbon
Fachforum CrossConnect: Faserverbund trifft Holz
21.08.2024
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
04.09.2024
-
05.09.2024
CU
International Composites Summit 2024
05.09.2024
CU
CU Nord
CU Nord Stammtisch
16.09.2024
CU
CU BW
CU West
26. Jour Fixe „Neues aus der Verarbeitungstechnik“
08.10.2024
-
10.10.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
AIRTEC 2024
16.10.2024
-
17.10.2024
CU
Messe KOMPOZYT EXPO in Krakau/Polen
22.10.2024
-
23.10.2024
CU
CU BW
JEC Forum DACH 2024
26.11.2024
-
27.11.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
6. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e.V. & 20-Jahrfeier
12.12.2024
CU
CU Nord
CU Nord-Weihnachtsstammtisch
17.02.2025
CU
CU Nord
CU West
Jour Fixe: "Composites-Slam 2025"
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