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Automobiler Leichtbau

Sind Pkw-Verglasungen bald aus Plastik?

| Redakteur: Rebecca Vogt

An der Technischen Hochschule (TH) Mittelhessen beschäftigen sich Wissenschaftler in einem Forschungsprojekt mit dem Crashverhalten von Automobilverglasungen aus Plexiglas. Solche Scheiben würden einen besseren Schutz gegen Steinschlag, eine Gewichtsersparnis sowie eine bessere Akustik bieten.

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Ganz ohne experimentelle Untersuchungen geht es nicht: Test eines Seitenfensters aus Plexiglas, bei dem ein Kopfaufprall simuliert wird.
Ganz ohne experimentelle Untersuchungen geht es nicht: Test eines Seitenfensters aus Plexiglas, bei dem ein Kopfaufprall simuliert wird.
(Bild: Tecosim GmbH)

Der Leichtbau wird in der Automobilindustrie immer wichtiger. Mit ihm lassen sich das Fahrzeuggewicht und so der Kraftstoffverbrauch verringern. Die Verglasung in Serienfahrzeugen besteht heute aus Mineralglas. Scheiben aus Kunststoff – wie etwa Acrylglas – brächten eine Gewichtsersparnis von 40 bis 50 %. Weitere Vorteile lägen zum Beispiel im besseren Schutz gegen Steinschlag und in einer sehr guten Akustik.

Simulationstool soll Crashverhalten vorhersagen

Was bisher jedoch fehlt, ist der Nachweis der Crashsicherheit des alternativen Materials. Der Schutz der Insassen und Fußgänger muss gewährleistet sein. „Bislang wurde der Einsatz von Acrylglas im Fahrzeug noch nicht systematisch wissenschaftlich in Theorie und Experiment untersucht. Dies soll in unserem Projekt erfolgen. Die Ergebnisse sollen in ein praxistaugliches numerisches Werkzeug (Simulationstool) zur Vorhersage des Crashverhaltens und zur Auslegung der Fahrzeugscheiben überführt werden“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Stefan Kolling vom Kompetenzzentrum Automotive – Mobilität – Materialforschung.

Kooperationspartner sind das Institut für Statik und Konstruktion der Technischen Universität Darmstadt und Tecosim. Das Land Hessen fördert das Vorhaben mit 460.000 €. Grundlage für die Computersimulation sind experimentelle Untersuchungen der Materialeigenschaften. Evonik, Hersteller eines Acrylglases, das unter dem Namen Plexiglas vermarktet wird, stellt dafür Proben zur Verfügung.

Realversuche nur noch zur Bestätigung der Simulation

Aus den so gewonnenen Daten zum Materialverhalten entwickeln die Forscher ein Werkstoffmodell für die Crashsimulation. „Der Nachweis der Crashsicherheit soll mithilfe eines virtuellen Prototyps, mit dem Crashszenarien prognosesicher in der Simulation abgebildet werden können, erbracht werden. Realversuche, also Crashtests mit Dummys, werden im Fahrzeugentwicklungsprozess aus Kostengründen immer weniger durchgeführt und dienen im Idealfall nur noch zur Bestätigung der Simulation“, erläutert Kolling weiter.

Das Simulationswerkzeug wird von Tecosim vermarktet und steht Automobilherstellern und Zulieferern für die Auslegung zukünftiger Fahrzeuge mit Acrylglasscheiben zur Verfügung. Die Kooperationspartner rechnen damit, dass es vier bis fünf Jahre nach Projektabschluss erste Serienfahrzeuge mit Kunststoffverglasungen geben wird.

Das Forschungsvorhaben am Gießener Institut für Mechanik und Materialforschung läuft zweieinhalb Jahre und hat ein Gesamtvolumen von 620.000 €. Es wird im Rahmen der hessischen Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) unterstützt.

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