Leichtigkeit trifft Festigkeit

Konzeptstudie eines Federbein-Moduls mit integriertem Radträger für kleine beziehungsweise leichte Autos Bild: ZF Sachs

Auf der Eurolite in Nürnberg sind rund 120 Unternehmen aus acht Ländern vertreten Bild: Nürnberg Messe

120 internationale Unternehmen werden dieses Jahr zahlreiche innovative Produktentwicklungen und neue Fertigungsprozesse zur Großserienproduktion von Leichtbauteilen auf der Eurolite zeigen. Anders als bisher reisen sie dazu nicht ins österreichische Salzburg, sondern ins fränkische Nürnberg.

Beim Leichtbau, der Realisierung von Gewichtsminderung bei gleichzeitig hinreichender Steifigkeit, dynamischer Stabilität und Festigkeit, ist es essentiell die gesamte Entwicklungskette zu betrachten. Parameter wie Werkstoffeigenschaften, konstruktive Formgebung, Bauweise, gekoppelt mit Herstellungsprozess, äußere Belastungen und Kosten bestimmen die Qualität einer Leichtbaustruktur.

Die Leichtbaumesse Eurolite (8. bis 10. Juni 2010, Nürnberg) bildet deshalb die Umsetzung von Leichtbauprinzipien bei der Entwicklung und Herstellung neuer Produkte entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Werkstoff- über die Konstruktionstechnik sowie Simulations- und Optimierungsverfahren bis hin zur Fertigungstechnik, Qualitätssicherung und zum Recycling ab – und das über alle Leichtbauwerkstoffe.

2007 am Standort Salzburg in Österreich gestartet, richtet sich die Messe an alle Branchen, in denen Massen bewegt werden: von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrt, vom Maschinenbau bis zum Boots- und Yachtbau. Sie ermöglicht insbesondere Konstrukteuren, Entwicklungsingenieuren, Designern und Produktionsleitern gezielt Wissen und neue Kontakte rund um das Thema Leichtbau zu erwerben.

Bei der diesjährigen Veranstaltung in Nürnberg werden rund 120 Unternehmen aus acht Ländern vertreten sein, beispielsweise Alcan Composites, F.W. Brökelmann, Dassault, Gaugler & Lutz, Huber+Suhner, Kaiser Aluminium-Umformtechnik, das Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen, Metawell, Salzgitter Hydroforming, Teijin Aramid oder Voestalpine Krems. Erstmals vertreten ist auch die Fraunhofer-Allianz Leichtbau mit einem Gemeinschaftsstand von zehn Instituten. Gemeinschaftsstände des Leichtbau-Clusters e. V., des Österreichischen Verbands für verstärkte Kunststoffe e.V. (ÖAVK) sowie des Netzwerkes Zellulare Metallische Werkstoffe zeigen ebenfalls zahlreiche Innovationen.

Konzeptstudie eines Faserverbund-Federbein- Radträgermoduls für leichte Pkw

Die im Forum beschriebene Konzeptstudie der ZF Sachs AG, Schweinfurt, umfasst ein Pkw-Federbein-Modul mit integriertem Radträger für kleine beziehungsweise leichte Autos. Bisherige Anwendungen basierten durchgängig auf Stahl- und Aluminiumwerkstoffen bei allen enthaltenen Komponenten wie Federbein, Radträger, Tragfeder oder Topmount. Die Komponenten werden zum einen durch deutlich leichtere Faserverbundwerkstoffe substituiert. Zum anderen ermöglicht eine entsprechende Materialauswahl und Prozessgestaltung ein hohes Maß an Funktionsintegrationen. Reduzierung der Bauteilanzahl, vereinfachte Fügeprozesse und verkürzte Messketten generieren ein höheres Qualitätsniveau der Baugruppe im Fertigungsprozess. Ziel ist es, eine Gewichtsreduktion von 50 % im Vergleich zu den heute üblichen Aluminium-Leichtbaulösungen zu erreichen, und dies in einer für Pkw-Großserienfertigung tauglichen Technologie.

Großserientaugliche Fertigung von Leichtbau- Produkten aus faserverstärkten Kunststoffen

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen, Aachen, präsentiert im Forum unter anderem ein neues Fertigungsverfahren, dass die Herstellung von Bauteilen mit einem Faservolumengehalt von >50 % in einer Zykluszeit unter 10 min ermöglicht. Bei dem Spaltimprägnierverfahren handelt es sich um einen Fertigungsprozess, der auf der Erzeugung eines temporären Fließspalts über dem endkonturnahen textilen Halbzeug (Preform) basiert. In diesen Fleißspalt wird das Harz eingeleitet, das sich dabei flächig über dem Preform verteilt. Schließlich wird der Fließspalt geschlossen, das Bauteil vollständig imprägniert und ausgehärtet. Eine neu entwickelte Anlage am IKV-Technikum ermöglicht schon heute die kurzen Zykluszeiten.

Funktioneller Leichtbau durch Verfahrens-Mix

Vor allem bei dynamischer Stoßbelastung sind kontinuierlich faserverstärkte Bauteile gegenüber lediglich langfaserverstärkten Bauteilen oder Metallen durch ihre erhöhte Energieaufnahme und ihr typisches Delaminationsverhalten deutlich im Vorteil. Der Jacob Plastics GmbH, Wilhelmsdorf, (Forum) ist es durch geschickte Kombination von etablierten Großserientechniken wie dem Niederdruck-Formen und dem Hochdruck-Fließpressen gelungen, erstmals Serien-Leichtbauteile mit entsprechender Funktionsintegration hochautomatisiert herzustellen. Beispiele hierfür sind Stoßfängerträger und Rücksitzbank des BMW M3 Coupés.

Funktionsbauteile aus Aluminium, Titanlegierungen und Magnesium

Basierend auf ihrer bewährten M2-Anlagentechnik zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium- und Titanlegierungen mittels „Lasercusing"-Technolgie stellt die Concept Laser GmbH, Lichtenfels, im Forum eine neue Laserbearbeitungsanlage vor, die weltweit erstmalig die speziellen Anforderungen an die Verarbeitung der reaktiven Pulverwerkstoffe aus Aluminium- und Titanlegierungen erfüllt.

Die Europäische Forschungsgemeinschaft Magnesium e. V., Aalen, informiert zudem über den aktuellen Stand sowie die Chancen und Herausforderungen für den Leichtbau mit Magnesium.

H & K Messe, Telefon: 0711 72231010; E-Mail: w.kniffka@hundkmesse.de