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Evonik und Johnson Controls entwickeln neues Leichtbaukonzept

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Mit Kohlenstoff verstärkte Kunststoffe haben Zukunft in der Autoindustrie. (Bild: Johnson Controls)
Mit Kohlenstoff verstärkte Kunststoffe haben Zukunft in der Autoindustrie. (Bild: Johnson Controls)

Burscheid. Der weltweit agierende Automobilzulieferer Johnson Controls mit deutschem Hauptsitz in Burscheid arbeitet in einem Projekt namens CAMISMA an einem neuartigen Leichtbaukonzept. Das Projekt hat zum Ziel, Stähle sowie Leichtmetalle im Fahrzeugbau zumindest teilweise zu ersetzen und die Großserienproduktion dieser Bauteile möglich zu machen. Projektpartner sind Evonik Industries, Jacob Plastics GmbH, Toho Tenax Europe GmbH sowie die RWTH Aachen.

Im Fokus von CAMISMA stehen sogenannte Multimaterialsysteme, also künftige Leichtbauweisen für ressourcenschonende Mobilität. Bisher wurde ein niedrigeres Komponentengewicht unter anderem durch Bleche mit kleinerer Wandstärke erreicht. Mittlerweile sind diese Möglichkeiten nahezu ausgeschöpft, so dass die Entwicklung neuer Werkstoffe und Konstruktionsweisen in den Vordergrund rücken.

In diesem Zusammenhang erfahren faserverstärkte Kunststoffe (FVK), vor allem auf Basis von Kohlenstofffasern, neueAufmerksamkeit. Bekannt aus dem Flugzeugbau, bietet diese Materialgruppe durch ihre hohe spezifische Festigkeit die Möglichkeit für neue Leichtbaukonzepte. Zudem zeichnen sich faserverstärkte Kunststoffe durch eine hohe Formgebungsfreiheit aus.

Projekt setzt an hohen Kosten der FVK-Stoffe an

Allerdings sind diese Materialien für die heutige Serienproduktion im Fahrzeugbau noch zu teuer. Wesentliche Gründe hierfür sind die vergleichsweise hohen Kosten für die Rohmaterialien und die zeitintensive Herstellung von Bauteilen aus FVK. Sie kann wirtschaftlich bislang nicht mit den üblichen Blechumformverfahren konkurrieren. Genau hier setzt das Projekt CAMISMA an:

„Wir planen hier kurze Taktzeiten, die auch eine Großserienproduktion wirtschaftlich ermöglichen“, sagt Dr. Matthias Berghahn, Leiter der Entwicklungslinie Energieeffizienz Kundenlösungen im Science-to-Business Center Eco² bei Evonik.

Das Projekt soll einen ganzheitlichen Lösungsansatz aufzeigen, der einen Zugang zu preiswerten kohlenstofffaserverstärkten Materialsystemen ermöglicht und zudem die Anbindung von FVK-Bauteilen an die metallbasierte Fahrzeugstruktur berücksichtigt. Um die Machbarkeit dieses Konzepts zu belegen, wird zum Beispiel eine Autositz-Lehnenstruktur als Funktionsmuster entwickelt, gefertigt und getestet. Ziel ist es, insgesamt mehr als 40 Prozent des Gewichts im Vergleich zu herkömmlichen, metallbasierten Konstruktionen einzusparen.

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