Koordinationsfonds

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Fleischer
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Kunststofftechnik ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255499731

Vor dem Hintergrund rasant gestiegener Rohstoff- und Energiepreise sowie europäischen Verordnungen zu Emissionsminderungen und zum Klimaschutz ist der Leichtbau insbesondere in der Luftfahrt- und Fahrzeugindustrie von übergeordneter strategischer Bedeutung und zählt daher in beiden Branchen zu einer der wichtigsten Zukunftstechnologien. Im Maschinen- und Anlagenbau gewinnen Leichtbauprodukte ebenfalls zunehmend an Bedeutung. Die Produktion leichter Komponenten erschließt einerseits neue Geschäftsfelder und Absatzmärkte, gleichzeitig tragen leichte Komponenten zu einer signifikanten Steigerung der Produktivität und einer damit verbundenen Differenzierung zum Wettbewerb bei. Bei der Gestaltung von Leichtbautragstrukturen muss, je nach Anwendungsfall, eine Vielzahl von Anforderungen berücksichtigt werden. Unterschiedliche Materialien besitzen hierbei spezifische Eigenschaften, welche für bestimmte Anforderungen optimal geeignet sind. Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind metallischen Werkstoffen im Bereich der gewichtsbezogenen Steifigkeit und Festigkeit überlegen und bieten zusätzlich den Vorteil eines einstellbaren Wärmeausdehnungskoeffizienten. Sie eignen sich somit beim Einsatz in Leichtbautragstrukturen für eine Vielzahl von Anwendungen. Vor allem Hochleistungsverbundwerkstoffe aus Endlosfasern sind hierbei von großem Interesse. Stehen hingegen eine hohe Bruchdehnung oder thermische Stabilität im Fokus, so sind metallische Werkstoffe gegenüber FVK zu priorisieren bzw. überlegen. Es wird ersichtlich, dass die komplette Substitution eines Werkstoffes für die konsequente Nutzung von Leichtbaupotentialen nicht immer zielführend ist, und sich eine optimale Gesamtstruktur normalerweise aus der Kombination unterschiedlicher Materialien ergibt, dem sogenannten Multi-Material-Design. Der Ansatz der Hybridisierung von Strukturkomponenten rückt in diesem Kontext daher zunehmend in den Vordergrund.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1712: Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen - Grundlage der Fertigung, Charakterisierung und Auslegung