Skip to main content
main-content

Über dieses Buch

Leichtbau durch Funktionsintegration bietet als systemischer Ansatz großes Potential die Gewichtspirale im Fahrzeugbau zu durchbrechen und hierdurch den heutigen Herausforderungen im Kontext des Klimawandels und globaler CO2-Ziele, Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit zu begegnen. Dabei bieten insbesondere faserverstärkte Kunststoffe auf Grund ihres spezifischen Aufbaus und ihrer Herstellungsprozesse – über die reine Gewichtsreduktion im Sinne des Werkstoffleichtbaus hinaus – hervorragende Möglichkeiten zur Integration zusätzlicher Funktionen. Eine wesentliche Herausforderung für diese Funktionalisierung besteht derzeit in der effizienten, industriell umsetzbaren Integration von Funktionen in die FVK-Strukturbauteile selbst und der parallelen Entwicklung prozesssicherer, automatisierter und wirtschaftlicher Fertigungsprozesse.

Das vorliegende Buch beschreibt alle notwendigen Schritte für die Umsetzung des Ansatzes für die automobile Großserie, von der Ermittlung der Anforderungen an ein automobiles Realbauteil über die Entwicklung und Bewertung von Ansätzen zur Funktionalisierung hin zu Konzeptentwicklung und zur Umsetzungsphase. Das Buch entstand im Rahmen des ARENA2036-Projektes „Intelligenter Leichtbau durch Funktionsintegration (LeiFu)“ als partnerschaftliche Kooperation von Wissenschaft und Industrie. Die beteiligten Partner sind die Firmen Daimler, Bosch, BASF sowie die Universität Stuttgart, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF). Das Forschungsprojekt LeiFu wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Förderkennzeichen: 02PQ5000 bis 02PQ5005.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Der Forschungscampus ARENA2036

Zusammenfassung
ARENA2036 ist Teil der Forschungscampusinitiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und als solcher Teil der Erprobung einer neuartigen, strategischen Forschungsstruktur in Deutschland.
Max Hoßfeld, Clemens Ackermann

Kapitel 2. Leichtbau durch Funktionsintegration

Zusammenfassung
Ziel des Leichtbaus als Konstruktionsphilosophie ist die Ressourcenschonung über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg, beginnend mit der Reduzierung des zur Erfüllung der Bauteilfunktionen eingesetzten Werkstoffvolumens über die Verminderung der Aufwendungen für Fertigung und Montage bis hin zur Reduktion der Kosten für Nutzung, Unterhalt und der Möglichkeiten einer weiteren Verwertung. Eine besondere Rolle kommt dem Leichtbau bei bewegten oder häufig beschleunigten Massen wie etwa Flugzeugen, Schienen- oder insbesondere Straßenfahrzeugen zu. In diesen Bereichen können durch Leichtbauweisen direkt Verbesserungen von Schlüsselkriterien wie etwa Nutzlast und Leistungsgewicht, Verbrauch und Emissionen oder Verschleiß erreicht werden.
Max Hoßfeld

Kapitel 3. Bewertung existierender Ansätze und neuer Ideen zur Funktionalisierung

Zusammenfassung
Dieses Kapitel definiert zunächst Untersuchungsgegenstand und -umfang des Projekts LeiFu. Nach einer Beschreibung der Bodenstruktur und deren Aufbau werden die funktionellen, geometrischen und Schnittstellenanforderungen definiert und Integrationspotenziale untersucht. Basierend auf diesen Ergebnissen erfolgt die Ausarbeitung neuer Ideen und eine Bewertung und Priorisierung verschiedener Ansätze der Funktionsintegration.
Stefan Zuleger

4. Konzeptentwicklung für ein funktionsintegriertes Bodenmodul

Zusammenfassung
In der Literatur sind zahlreiche Vorgehensweisen und Ablaufpläne zur Entwicklung technischer Produkte bekannt. (Laut Kopp Auslegung und Dimensionierung von großflächigen polyurethanbasierten Sandwichbauteilen unter Berücksichtigung von konzeptionellen und fertigungstechnischen Einflüssen. Dissertation, Universität Stuttgart, 2015) liegt den gängigen Vorgehensweisen eine gemeinsame Vorgehenslogik zugrunde. Diese kann nach Pahl/Beitz in vier grundlegende Phasen gegliedert werden: „(Aufgabe) Klären“, „Konzipieren“, „Entwerfen“ und „Ausarbeiten“.
Sebastian Vohrer, Gundolf Kopp

5. Technologieentwicklung

Zusammenfassung
Im folgenden Kapitel wird die Tauglichkeitsbewertung der Einzeltechnologien besprochen, auf deren Basis die Eignung zur Integration in den Demonstrator beurteilt wurde.
Karim Bharoun

6. Demonstrator

Zusammenfassung
Dieses Kapitel befasst sich mit dem Aufbau eines funktionalen Demonstrators. Hierbei wird sowohl auf die eigentliche Fertigung als auch die Montage eingegangen.
Daniel Michaelis

Kapitel 7. Funktionale Tests am Demonstrator

Zusammenfassung
Zur Validierung der integrierten Funktionen wurden funktionale Tests an Komponenten des LeiFu-Unterbodens durchgeführt. Hierbei wurden exemplarisch das Crashverhalten, das NVH-Verhalten, die thermische Isolation bzw. Abstrahlung sowie integrierte elektrische als auch sensorische Funktionen experimentell validiert. Des Weiteren erfolgt in Kap. 8 die Analyse und Bewertung der Herstellungskosten des LeiFu-Bodenmoduls, anhand einer seriennahen Prozesskette.
Klaus Fürderer, Maximilian Hardt, Peter Middendorf

Kapitel 8. Kostenanalyse Gesamtbodenmodul

Zusammenfassung
Bei der Entwicklung funktionsintegrierter Bauteile aus Faserverbundkunststoffen sind, neben den technischen Herausforderungen, auch die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen von großem Interesse. Im Rahmen des Projekts LeiFu wurden die Herstellkosten verschiedener Komponentengruppen berechnet. Inhalt der Bewertung Leichtbaukosten ist eine Analyse der Kostenstruktur des LeiFu-Bodenmoduls.
Maximilian Hardt, Peter Middendorf
Weitere Informationen

Premium Partner

    Bildnachweise