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Über dieses Buch

Das Buch stellt den Abschlussbericht des Verbundprojektes „TroPHy2“ vor. In dem Projekt wurde eine Hybridrollformanlage entwickelt, mit der Hybridbauteile aus Metallprofilen und Kohlenstofffasern mit thermoplastischer Matrix hergestellt werden können. Diese Anlage wurde im Technikum der Open Hybrid LabFactory in Wolfsburg aufgebaut. Die Partner untersuchten und validierten die notwendigen Fertigungsprozesse. Ziel war es ein strukturmechanisch optimiertes, hybrides Automobilbauteil zu entwickeln, welches die Gewichtseinsparpotenziale hybrider Werkstoffe darstellt. Es wurde eine Gewichtsersparnis von bis zu 44,9 % errechnet, womit das zu Projektbeginn gesetzte Ziel von 25 % Gewichtsersparnis signifikant übertroffen wurde. Die Leichtbaupotenziale des hybriden Werkstoffes wurden dadurch deutlich herausgestellt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Kurzbeschreibung

Zusammenfassung
Das Projekt TroPHy2 umfasst Entwicklung, Bau und Analyse einer Rollformanlage, mit der Hybridbauteile aus Metallprofilen und Kohlenstofffasern mit thermoplastischer Matrix hergestellt werden können. Die Untersuchung und Validierung der notwendigen Fertigungsprozesse liefern die Grundlagen, um zum Projektende mit der Anlage ein strukturmechanisch optimiertes, hybrides Strukturbauteil fertigen zu können, welches die Gewichtseinsparpotenziale hybrider Werkstoffe darstellt. Das Verbundprojekt ist eingebettet in den ForschungsCampus „Open Hybrid LabFactory e. V.“.
Heiko Assing

2. Wissenschaftlicher und technischer Stand zu Beginn des Vorhabens

Zusammenfassung
Kap. 2 präsentiert den Stand der Technik zu hybriden Werkstoffen. Nach einer kurzen Einführung (Abschn. 2.1.1) zu allgemeinen Anwendungen von Hybridlaminaten stellen die teilnehmenden Partner ihre projektrelevanten laufenden oder bereits abgeschlossenen Forschungsarbeiten vor (Abschn. 2.1.2). Grundlegende Aspekte, die das Projekt TroPHy2 im Folgenden berücksichtigt, sind die Fügetechnik (Abschn. 2.1.3), die Anbindung zwischen Faserkunststoffverbunden (FKV) und Metallen (Abschn. 2.1.4) und das Eigenspannungs- sowie Verformungsverhalten in Hybridlaminaten (Abschn. 2.1.5). Recherchen zu Simulationsmethoden (Abschn. 2.1.6) sowie die Fertigung von Hybridlaminaten (Abschn. 2.1.7) insbesondere im Rollformverfahren (Abschn. 2.1.8) liefern weiteren wichtigen Input für das Projekt.
Heiko Assing, Thanh Nam Le, Robert Stranz, Benjamin Reil, Knut Böttcher, Martin Hillebrecht, Ulrich Berges, Carsten Jatzen, Tobias Reincke, Sven Hartwig, Klaus Dilger, Albert Sedlmaier, Thomas Dietl, Andreas Wedemeier, Benjamin Poller

3. Planung und Ablauf des Vorhabens

Zusammenfassung
Kap. 3 gibt einen Überblick über die Projektplanung und den prinzipiellen Ablauf des Vorhabens anhand der Arbeitspaketstruktur. Eine knappe und präzise Beschreibung der Arbeitsinhalte auf Hauptarbeitspaketebene sowie die Zuordnung der Verantwortlichkeiten der einzelnen Partner und der Mitarbeitenden an den jeweiligen Arbeitspaketen vervollständigen die Übersicht.
Heiko Assing

4. Eingehende Darstellung der erzielten Ergebnisse

Zusammenfassung
Kap. 4 beschreibt die im Projekt erzielten Ergebnisse und ordnet dabei jedem der Projektpartner jeweils ein Unterkapitel zu. Zuerst stellt die Data M Sheet Metal Solution GmbH die Methoden zur Prozesssimulation des Fertigungsablaufes beim Hybrid-Rollumformen dar (Abschn. 4.1). Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. zeigt die Entwicklung einer industrienahen Anlagentechnologie zum Hybridrollformen (Abschn. 4.2). Die EDAG Engineering GmbH präsentiert ihre Ergebnisse zur Analyse und Definition des Hybridbauteils (Abschn. 4.3). Die Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH (Abschn. 4.4) liefert die in enger Kooperation mit der Technischen Universität Braunschweig entstandene Analyse und Definition (Abschn. 4.5) des Interface zwischen Faserverbund und Metallschicht. Den Abschluss bildet die Volkswagen AG mit einer Bewertung der Kosten und Effizienz der Fertigung (Abschn. 4.6).
Heiko Assing, Albert Sedlmaier, Thomas Dietl, Thanh Nam Le, Roger Stranz, Benjamin Reil, Knut Böttcher, Martin Hillebrecht, Andreas Wedemeier, Benjamin Poller, Tobias Reincke, Sven Hartwig, Klaus Dilger, Ulrich Berges, Carsten Jatzen

5. Zusammenfassung

Zusammenfassung
Kap. 5 fasst die zentralen Ergebnisse der Arbeiten im Projekt TroPHy2 zusammen, diskutiert diese gesamtheitlich und bewertet sie hinsichtlich ihres Mehrwerts für Forschung und Praxis. Konkret konnte das Projekt TroPHy2 mittels der eigens entwickelten Hybridrollformtechnologie nicht nur die Herstellbarkeit von Hybridbauteilen aus Metall und Kohlenstofffasern mit thermoplastischer Matrix nachweisen, sondern auch an einem strukturmechanisch optimierten, hybriden Strukturbauteil die Gewichtseinsparpotenziale hybrider Werkstoffe darstellen. Die dabei ermittelte Gewichtsersparnis von bis zu 44,9 % übertrifft das zu Projektbeginn gesetzte Ziel von 25 % Gewichtsersparnis erheblich.
Heiko Assing

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