Kongress-Messe LightCon: multifunktionale Leichtbaulösungen

Leichtbau macht Produkte wettbewerbsfähig und nachhaltig. Ihre Sicherheit und zuverlässige Funktion muss dabei gewährleistet sein. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit zeigen auf der neuen Kongress-Messe »LightCon« vom 1. bis 2. Juni in Hannover völlig neue Ansätze des nachhaltigen und zuverlässigen Leichtbaus (Halle 19, Stand B18). Mit dem »Batteriegehäuse im Schachbrettdesign« und der »nachhaltigen Transportbox« und »Vibroakustischen Metamaterialien« präsentieren sie Beispiele für effiziente Fertigungsverfahren und funktionsintegrierte, umweltfreundliche Leichtbaulösungen. Ebenso ein Vortrag am 1. Juni um 14.15 Uhr.

Nachhaltiger Leichtbau bedeutet innovative Zukunftstechnologie. Die Forschenden am Fraunhofer LBF gehen bewusst immer stärker an die Grenzen des Machbaren. Dabei entstehen eigenschaftsoptimierte, besonders leichte Strukturlösungen für den funktionsintegrierten, intelligenten Leichtbau – immer unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeit, Nachhaltigkeit und Bezahlbarkeit der technischen Produktlösung.

Leichtes Batteriegehäuse: neues Fertigungsverfahren für integriertes Thermomanagement

Forschende aus dem Fraunhofer LBF haben ein kosteneffizientes Leichtbau-Batteriegehäuse aus polymerbasierten Werkstoffen entwickelte. Die Gehäusestruktur besteht aus einem Polymerschaumkern und endlosfaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP) als verstärkende Deckschichten, die mit einem neuartigen Fertigungsverfahren verbunden werden. Gegenüber herkömmlichen Aluminiumgehäusen konnte das Gewicht um 40% gesenkt werden. Zur Vorhersage des Bauteilverhaltens während der Herstellung wurden verschiedene Simulationsmethoden entwickelt. Die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Batteriegehäuses wird anhand realitätsnaher Anforderungen im Fraunhofer LBF untersucht. Über die Entwicklungen des Projekts »GHOST« informiert eine eigene Webseite unter www.lbf.fraunhofer.de/ghost.

Dr. Christian Beinert, Experte für Leichtbau am Fraunhofer LBF, präsentiert mit seinem Vortrag: »Lightweight, safe, and sustainable: Challenges of thermoplastic composites used for battery housings« mehr dazu am 1. Juni um 14.15 Uhr im Rahmen der Konferenz.

Thermisch isolierende Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen und Rezyklaten

Eine Forschergruppe aus dem Fraunhofer LBF hat neuartige Lösungen für nachhaltige Transportboxen entwickelt. Um eine ultraleichte Lösung zu demonstrieren, wurde eine Box mit additiv gefertigten bionischen Strukturen in Kombination mit kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen gebaut. Die Integration von Crash-Strukturen ist für den Transport empfindlicher Lasten möglich. Da diese Boxen noch nicht nachhaltig sind, konstruierte sie auch eine ökologisch sensible Lösung, aus 100 Prozent natürlichen Bestandteilen: eine Box mit Biomaterialkombinationen, beispielsweise aus Wiesengras mit Flachsfasern, gebunden mit Biopolymer. Boxen können auch aus 100 Prozent Recycling-Materialien bestehen, die im Sandwichaufbau gefertigt werden. Die äußeren Schichten sind aus rezykliertem PET (Polyethylenterephthalat) oder aus Organoblech aus naturfaserverstärktem rezyklierten PP (Polypropylen). Für den Innenbereich eignen sich Polyurethan, Korkschrott, Altmatratzen oder auch Reißfaservlies aus Alttextilien. Aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften sind die im Fraunhofer LBF entwickelten Boxen ideal für den Transport von beispielsweise warmen Mahlzeiten geeignet.

Neben der Anwendung in Transportboxen für Lastenfahrräder sind die neuen Materialien vielseitig einsetzbar, etwa für Thermomanagement im Fahrzeuginterieur oder als Verkleidungselemente in Bussen und Bahnen. Auch der Bausektor kann profitieren oder die Möbel-, Sport- und Freizeitbranche.

Neue Leichtbaupotenziale durch vibroakustische Metamaterialien

Damit Maschinenbau und Mobilität noch wirtschaftlicher werden, müssen die dort eingesetzten Komponenten effizienter hergestellt und leichter gestaltet sein. Bei solchen Konstruktionen treten jedoch oft Schwingungsprobleme auf. Im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF werden Anwendungen mit vibroakustischen Metamaterialien für das optimierte strukturdynamische Verhalten entwickelt. Vibroakustische Metamaterialien stellen eine neuartige Maßnahme zur Schwingungsminderung dar und versprechen Vorteile in der Beeinflussung des Schwingungsverhaltens gegenüber konventionellen Maßnahmen. Beispiele gibt es auf der LightCon und Hannover Messe (Fraunhofer-Stand Halle 5, Stand A06) zu sehen.

Weitere Informationen:

http://www.lbf.fraunhofer.de/de/forschungsbereiche/adaptronik/vibroakustische-me… Mehr Informationen zu Metamaterialien
http://www.lbf.fraunhofer.de/de/projekte/kosteneffizienter-leichtbau-elektromobi… Informationen zur leichten Batteriekasten
http://www.lbf.fraunhofer.de/de/projekte/leichtbau-lastenfahrrad.html Mehr Informationen zum LastenLeichtBauFahrrad