Multimaterialsysteme ersetzen Stahl und Leichtmetalle

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Carbonmaterialien sorgen für die nötige Festigkeit

Die vier Materialien werden in einem komplexen, mehrlagigen Aufbau kombiniert, wie es heißt: Das Carbonvlies bildet nach einem ebenfalls neu entwickelten thermoplastischen Umformprozess die Grundform der Lehne. Die Carbonbänder verstärkten definierte Zonen innerhalb der Struktur zur Absicherung der Festigkeitsanforderungen, ebenso wie die im Spritzguss erzeugte Rippenstruktur aus GFK.

In die rippenförmigen GFK-Teile seien zudem Anbindungen für Schaum, Bezüge oder Sicherheitsfeatures wie Airbags integriert. Speziell beschichtete Adaptionsteile aus Stahl, die vorab in das Werkzeug eingelegt und formschlüssig verbunden würden, dienten zur Aufnahme der beiden Lehnenversteller. Die Verstellmechanismen würden in einem separaten Arbeitsschritt durch Laserschweißen mit der Lehne verbunden.

Die anschließenden Projektstufen konzentrierten sich in simultanen Prozessen auf drei Aufgabenstellungen: die Herstellung der beiden carbonhaltigen Materialien in einer für Camisma gebauten Fertigungsanlage beim Projektpartner Evonik, die verbesserte Auslegung der Materialschichten durch virtuelle statische und dynamische Belastungstests und schließlich die Fertigung erster Lehnenmuster.

Simulationsergebnisse im ersten Crashtest bestätigt

Im September 2014 erreichte laut Mitteilung das Projektteam einen zentralen Meilenstein: Beim ersten realen Crashtest zur Simulation eines Heckaufpralls habe der Mustersitz die Festigkeitsanforderungen erfüllt. Der Camisma-Lehnenprototyp sei für den Test mit einem konventionellen Sitzunterbau verbunden worden. Als Referenz habe dem Team ein aktueller Sitz mit Metallstruktur aus der Großserie und die dafür gültigen Festigkeitswerte gedient. „Wir konnten mit den Ergebnissen aus dem realen Test unsere virtuellen dynamischen Belastungstests bestätigen – ein Erfolg, der uns mit Blick auf den weiteren Projektverlauf optimistisch stimmt“, sagt Koever.

Diese kostenoptimierten Leichtbaustruktur biete zahlreiche Vorteile: Nach aktuellem Projektstand sei die Camisma Lehne im Vergleich zur konventionellen Lehne aus Metall um über 40 % leichter. Durch die Funktionsintegration reduzierten sich mit der Anzahl der benötigten Adaptionsteile von zwölf auf eins im Vergleich zur Referenzlehne auch die Fertigungsschritte in der Montage erheblich, was wiederum einen Teil der Mehrkosten kompensiere.

Ein neuartiges, industrielles Herstellverfahren, das auf Volumina von rund 200.000 Einheiten pro Produktionslinie und Jahr ausgelegt werden könne, erlaube jetzt erstmals den konzentrierten, effizienten Einsatz von Carbonfasern – wobei im Carbonvlies überwiegend recycelte Grundstoffe eingesetzt werden sollen. Zukünftig werde man versuchen, die sichtbaren Oberflächen der Camisma-Lehne bereits während des Produktionsprozesses zu beschichten und damit wiederum eine Gestaltungs- und Differenzierungsmöglichkeiten im Innenraum zu eröffnen. Nach heutiger Planung könnten Kunden ab dem Modelljahr 2019 über das Produkt verfügen. Das Forschungsprojekt Camisma läuft noch bis zum Frühjahr 2015.

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