Karosserie, Leichtbau und Sicherheit

HPCi®-Fügezange für ein sekundenschnelles Fügen von Metall mit thermoplastischem Kunststoff. Möglicher Anwendungsbereich: Fügen einer Hybrid-B-Säule im Karosseriebau.
© Fraunhofer IWS
HPCi®-Fügezange für ein sekundenschnelles Fügen von Metall mit thermoplastischem Kunststoff. Möglicher Anwendungsbereich: Fügen einer Hybrid-B-Säule im Karosseriebau.

Die Gewichtsreduktion stellt eine der größten Herausforderungen im Automobilbau dar: Leichtere Fahrzeuge verbrauchen weniger Treibstoff und tragen dazu bei, CO2-Emissionen zu senken. Mit langjähriger Expertise in der Erforschung von Werkstoffen, Prozessen und Technologien sowie Systemtechnik unterstützen wir Automobilhersteller und deren Zulieferer bei der Entwicklung von Leichtbaukonzepten und der Bearbeitung von modernen Materialien.

Insbesondere der Karosseriebau profitiert von einem werkstoffoptimierten Multi-Material-Design: Mit laserbasierten Verfahren zum Fügen und Schneiden sowie dem Einsatz additiver Fertigungstechnologien lassen sich artgleiche und hybride Leichtbaukonstruktionen unter Verwendung moderner Materialien wie Aluminium und Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) realisieren. Sicherheitsrelevante Themen wie die Airbag-Fertigung und schadstofffreie Autoinnenräume stellen weitere unserer Forschungsschwerpunkte dar.

Unsere Lösungen

Technologien für metallischen Leichtbau
 

Technologien für Faserverbundwerkstoffe und Mischbauweisen

Konstruktionslösungen

  • Konstruktionslösungen für leichte und beanspruchungsgerechte Crashbauteile: Simulation, Auslegung und lokale Laserverfestigung

Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsergebnisse

Verarbeitung von Faserkunststoffverbunden (FKV)

Gepulste Laser ermöglichen eine selektive Matrixentfernung an faserverstärkten Kunststoffen, um Verbunde zuverlässig im Spritzguss mit Kunststoff zu bilden.
© Fraunhofer IWS
Gepulste Laser ermöglichen eine selektive Matrixentfernung an faserverstärkten Kunststoffen, um Verbunde zuverlässig im Spritzguss mit Kunststoff zu bilden.

Um moderne Leichtbaukonzepte in Branchen wie der Automobilindustrie oder der Luft- und Raumfahrt umzusetzen, werden hochleistungsfähige Werkstoffe benötigt. Als besonders vielversprechend gelten Faserkunststoffverbunde (FKV). Um diese trotz ihrer hohen Temperaturempfindlichkeit und des starken Werkzeugverschleißes bei ihrer Verarbeitung schneiden, beschichten oder mit Metallen fügen zu können, entwickeln wir neue Bearbeitungsverfahren unter Einsatz hochpräziser Lasertechnik. Gepulste Laser können unterschiedlichste Faser- und Matrix-Materialien bearbeiten. Die kurze Pulsdauer ermöglicht es, den Werkstoff »berührungslos« und selektiv ohne merkliches Erwärmen zu bearbeiten. Eine thermische Belastung des Gesamtbauteils lässt sich so vermeiden.

Darüber hinaus kommen effiziente Laserprozesse zum Einsatz, um FKV für weitere Fertigungsschritte vorzubereiten. Dazu zählt beispielsweise die Oberflächenbehandlung für das anschließende Fügen z. B. mittels Kleben – oder für das Auftragen anwendungsgerechter Schutz- und Funktionsschichten aus Metall, Polymer oder Keramik durch thermisches Spritzen.

 

Aktuelles / 18.8.2021

Simulation und Fertigung Hand in Hand

 

Aktuelles / 3.6.2021

Leichte Fahrzeugaufbauten dank optimierter Fügeverbindungen