In der Automobilbranche ist Leichtbau aufgrund verschärfter Abgasgesetzgebungen, vor allem bezüglich der CO2-Emissionen und erhöhter Systemgewichte, eines der wichtigsten Themen. Herkömmliche Werkstoffe und Bauweisen stoßen hier an ihre Grenzen, so dass ein Großserieneinsatz von Leichtbauwerkstoffen wie Faser-Kunststoff-Verbunden intensiver verfolgt wird. Unter wirtschaftlichen und ökologischen Randbedingungen ist vor allen Dingen die Multi-Material-Bauweise interessant, bei der metallische Werkstoffe mit Faser-Kunststoff-Verbunden kombiniert werden. Maßgeschneiderte strukturelle Mischbauweisen aus Metall und Faser-Kunststoff-Verbunden für lasttragende Strukturen in der Großserie stellen allerdings ein Novum im Automobilbau dar und erfordern weitreichendes Wissen bezüglich Faser-Kunststoff-Verbunden, deren Fügetechnologien und deren Fertigungstechnik. Dieses Wissen ist in der Automobilbranche nicht im benötigten Umfang vorhanden oder nicht so weit aufbereitet, dass es auf die spezifischen Problemstellungen anwendbar ist. Die Multi-Material-Bauweise bietet dann großes Potenzial für den Fahrzeugleichtbau, wenn auch die Möglichkeiten der Funktionsintegration ausgeschöpft werden. Derzeit steht aber noch keine wirtschaftliche Lösung für den Einsatz dieser Bauweise in der automobilen Großserie bereit. Dementsprechend muss neben der Entwicklung neuer wirtschaftlicher Fertigungsprozesse auch die Entwicklung von Bauteilen für den Konstrukteur erleichtert werden. Zudem ist das Anforderungsmanagement für die ganzheitliche Entwicklung von großserientauglichen Bauteilen in Multi-Material-Bauweise für die Fahrzeugbranche von entscheidender Bedeutung, da die Entwicklung verteilt über diverse Bereiche bzw. Abteilungen erfolgt und dadurch eine enge Vernetzung der Bereiche gegeben sein muss. Zudem müssen die Bauteileigenschaften fortlaufend auf Basis analytischer oder empirischer Modelle ermittelt werden, um die Anforderungserfüllung zu überprüfen. Um den Entwickler bei diesen Tätigkeiten zu unterstützen, ist eine methodische Unterstützung bei der Entwicklung von Bauteilen in Multi-Material-Bauweise insbesondere in der frühen Phase des Entwicklungsprozesses erforderlich. Zur Erreichung dieses Ziels werden am Institut für Konstruktionstechnik zwei Ansätze verfolgt, die in dieser Veröffentlichung detailliert vorgestellt werden: eine Sammlung von Gestaltungsregeln mit klar formulierten Regeln nach Themengebieten gegliedert zur Unterstützung der Bauteilgestaltung und ein Softwaretool zur Bewertung von Bauteilkonzepten in Multi-Material-Bauweise.
Ein konstruktionsmethodischer Ansatz zur Gestaltung und Auslegung von Bauteilen in Multi-Material-Bauweise für die Automobilbranche
2014
13 Seiten, Bilder, 19 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
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