Composites Europe 2010 IKV präsentiert CFK-Fahrrad und -Motorhaube in der Product Demonstration Area

Wie auf der Composites Europe im vergangenen Jahr wird auch diesmal wieder die Product Demonstration Area ein Besuchermagnet sein. Anziehungspunkte sind Live-Vorführungen von Verarbeitungsprozessen, neue Verarbeitungstechniken und attraktive Ausstellungsstücke. Dafür verantwortlich sind die Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe (AVK) und das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen.

Anbieter zum Thema

Lutz Pumpen GmbH

FAULHABER Antriebssysteme

Urma AG Werkzeugfabrik

Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westf. TH Aachen

So präsentiert das IKV einen gewichts- und fertigungsoptimierten CFK-Fahrradrahmen in Prepreg-Bauweise. In Kooperation mit dem Fahrradhersteller Focus – einer Marke der Derby-Cycle-Werke, Cloppenburg – wurden in einem bilateralen Forschungsprojekt der Ist-Zustand der aktuellen Fertigung von CFK-Fahrradrahmen analysiert und darauf aufbauend Lösungen zur wesentlichen Verbesserung der Leichtbaueigenschaften und der Fertigungsgenauigkeit erarbeitet.

CFK-Fahrrad glänzt mit hoher Lenkkopfsteifigkeit

An einem Rennrad-Rahmen konnte durch die vom IKV durchgeführte Fertigungsoptimierung eine Gewichtsreduktion von 19% auf 983 g und eine Reduktion der Prepreg-Zuschnitte von 34% erreicht werden. Gleichzeitig erhöhte sich die Lenkkopfsteifigkeit um 16% und die Tretlagersteifigkeit um 10%. Der so optimierte Rahmen demonstriert das Potenzial einer werkstoff- und verarbeitungsgerechten Bauteilauslegung. Auf der Product Demonstration Area wird das gesamte Focus-Rennrad zu sehen sein.

Leichtbaukonzepte für den Einsatz im Automobilbau sind Gegenstand der gemeinsamen Forschung des Instituts für Kraftfahrzeuge (IKA), Aachen, und des IKV. Auf der Basis des Audi-Modells A4 3.0 TDI wurden Hybrid-Türen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Stahl entwickelt, gefertigt und bereits erfolgreich im Renneinsatz erprobt. Nach diesem erfolgreichen Einsatz des Hybrid-Materials für die Türen wurde nun auch die Motorhaube des Rennwagens in CFK-Integralbauweise am IKA strukturmechanisch ausgelegt und am IKV gefertigt.

Topologieoptimierung sorgt für mehr Steifigkeit und Festigkeit

Die Motorhaube besteht aus einer Außenhaut und einer Versteifungsstruktur mit gekreuzten Versteifungsprofilen. Zur Gestaltung der Versteifungsstruktur wurde eine am IKV entwickelte Methodik eingesetzt, mit der ein durchgängiger Faserverlauf an den besonders kritischen Kreuzungspunkten der Versteifungsprofile gewährleistet werden kann.

In Kombination mit einer vom IKA durchgeführten Topologieoptimierung wurden die Steifigkeit und Festigkeit erhöht – bei minimiertem Bauteilgewicht erreicht werden. Durch die Substitution der bisher aus Aluminium hergestellten Motorhaube durch eine CFK-Konstruktion wurde eine Gewichtsreduktion von etwa 60% erreicht. Die Motorhaube wird ebenfalls auf der Product Demonstration Area ausgestellt.

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