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Mischbauweisen Karosseriestrukturen für Elektrofahrzeuge

| Redakteur: M.A. Frauke Finus

Weniger Gewicht bedeutet weniger Energiebedarf – neuartige Bauweisen für Karosseriestrukturen von Elektrofahrzeugen ermöglichen Gewichtseinsparungen. Um eine Leichtbau-Karosseriestruktur zu entwickeln, arbeitet die Projektgruppe Leika derzeit an geeigneten Sandwichwerkstoffen.

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Für die Grundstruktur des Demonstrators aus dem Leika-Projekt konzipierten die Wissenschaftler...
Für die Grundstruktur des Demonstrators aus dem Leika-Projekt konzipierten die Wissenschaftler...
(Bild: TU Dresden)

Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden entwickeln derzeit zusammen mit Experten der Thyssen Krupp AG eine Leichtbau-Bodenstruktur für Elektrofahrzeuge. Dabei spezialisieren sich die Projektpartner auf neuartige Sandwichwerkstoffe.

Geringes Gewicht für weniger Energiebedarf bei Elektrofahrzeugen

Dem Leichtbau kommt bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen eine Schlüsselfunktion zu, denn die Reduzierung des Fahrzeuggewichts erlaubt eine Senkung des Energiebedarfs. Die Projektpartner arbeiten im Forschungsvorhaben Leika mit einem systemischen, interdisziplinären Forschungsansatz, indem sie die gesamte Entwicklungs- und Fertigungskette betrachten. So wollen sie ungenutzte Potentiale im Hinblick auf Werkstoff, Simulation, Konstruktion und Prozess von der einzelnen Komponente bis hin zum System sowie deren Wechselwirkung aufzeigen. Innerhalb des Forschungsprojektes werden neuartige Bauweisen für Karosseriestrukturen durch die Kombination unterschiedlicher Werkstoffklassen entwickelt. Sandwichmaterialien mit metallischen Deckschichten aus Stahl oder Magnesium werden mit einem Faserverbundkern kombiniert, um die positiven werkstofflichen und technologischen Eigenschaften beider Verbundpartner optimal zu nutzen. Neben effizienten Methoden zur praxisgerechten Strukturauslegung unter statischer, zyklischer und dynamischer Belastung werden auch Fertigungstechnologien durch Erweiterung beziehungsweise Modifikation vorhandener Prozesstechnik entwickelt.

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Bodenstruktur aus neuartigen Sandwichwerkstoffen

Anhand einer Bodenstruktur für Elektrofahrzeuge zeigen die Wissenschaftler im Leika-Projekt das Leichtbaupotential der neuartigen Sandwichwerkstoffe auf. Dabei bietet der funktionsintegrative Systemleichtbau erhebliches Potential zur Masseeinsparung bei moderaten Mehrkosten. Ausgehend von einer umfassenden Recherche zu bestehenden Strukturen wurden in ersten Versuchsreihen die Vorzüge des Sandwichaufbaus mit Stahldecklagen herauskristallisiert. Nach ersten erfolgreichen Umformversuchen wurde, zur Veranschaulichung des Potentials, eine erste Demonstratorstruktur konzipiert.

Im Projektverlauf werden die Wissenschaftler weitere, komplexere Umformversuche durchführen und eine Materialcharakterisierung verschiedener Materialkombinationen vornehmen. Noch in diesem Jahr soll im Tech Center Carbon Composites von Thyssen Krupp eine Anlage zur Fertigung der Sandwichbleche mit Stahldecklagen in Betrieb genommen werden. Das Projekt Leika endet im August 2016.

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