Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hybrid und maßgeschneidert: Neues Leichtbau-Konzept für die Autoindustrie

25.06.2014

Weniger Gewicht, weniger Verbrauch, weniger CO2-Ausstoß: Autohersteller entwickeln ständig neue Leichtbau-Konzepte, um die immer strengeren Umwelt-Auflagen der EU zu erfüllen.

Einen völlig neuen Ansatz verfolgen dabei Wissenschaftler aus Hannover: Sie wollen besonders leichte Karosseriebauteile herstellen, indem sie sogenannte Tailored Tubes aus einem Stahl-Aluminium-Hybrid fertigen.


Leicht und sparsam: Für die Autos der Zukunft setzen die Hersteller unter anderem auf Stahl-Aluminium-Hybridbauteile. Diese sogenannten Tailored Hybrid Tubes werden derzeit in Hannover erforscht.

Grafik: Juan ValldeRuten / Creative Commons


Die Kombination aus Stahl und Aluminium soll Tailored Tubes leichter machen. Die Herausforderung: Wie verbindet man die beiden Werkstoffe so fest miteinander, dass sie sich gemeinsam umformen lassen?

Grafik: IPH

Sowohl Tailored Tubes als auch Werkstoffverbunde (sogenannte Hybride) werden bereits verwendet, um Autos leichter zu machen – beides miteinander kombiniert hat allerdings noch niemand. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) und das Laser Zentrum Hannover e. V. (LZH) wollen dies nun erstmals erproben. Die Forscher versprechen sich von dem neuen Ansatz eine Gewichtseinsparung von 10 bis 20 Prozent.
Tailored Tubes finden sich in den Karosserien der meisten modernen Autos.

Die „maßgeschneiderten Rohre“ sind deutlich leichter als massive Stahlträger, aber durch ihre Form ähnlich robust. Mittels eines speziellen Umformverfahrens, der sogenannten Innenhochdruckumformung, lassen sich die Rohre in nahezu jede erdenkliche Form bringen. So ist es möglich, die Geometrie und die Dicke der Bleche exakt an die Belastung an jeder Stelle anzupassen – eben maßgeschneidert. Auch Werkstoffverbunde sind ein verbreiteter Leichtbauansatz: Kombiniert man Stahl mit Aluminium zu einem Hybridblech (Hybrid Blank), erhält man ein leichtes, aber dennoch stabiles Bauteil. 

Das IPH und das LZH verbinden jetzt erstmals beide Ansätze miteinander: Sie wollen hybride Tailored Tubes aus Stahl und Aluminium herstellen. Das Ziel: besonders leichte, maßgeschneiderte Hohlbauteile, die an genau jenen Stellen aus festem Stahl bestehen, wo sie große Belastungen aushalten müssen, während an weniger kritischen Stellen leichtes Aluminium zum Einsatz kommt. 

Zunächst sollen mehrere Rohrabschnitte aus Stahl und Aluminium zu einem langen Hybridrohr (Hybrid Tube) zusammengefügt werden. Dieses Rohr soll anschließend durch Innnenhochdruckmüssen die beiden Werkstoffe fest miteinander verbunden werden, damit sie sich gemeinsam umformen lassen.

Das ist die erste große Herausforderung, vor der die Forscher stehen. Schweißen kommt nicht in Frage: Dabei entstünde eine spröde Naht, die beim Umformen reißt. Stattdessen setzen die Forscher auf das Laserlöten, um Stahl und Alu dauerhaft miteinander zu verbinden. 

Das Lötverfahren wird am Laser Zentrum Hannover (LZH) entwickelt, das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) legt den Umformprozess aus. In vorangegangenen Forschungsprojekten haben sich die Wissenschaftler mit dem Innenhochdruckumformen bereits intensiv beschäftigt, Hybridwerkstoffe kamen dabei aber bisher nicht zum Einsatz.

Die Kombination von zwei so unterschiedlichen Materialien wie Stahl und Aluminium stellt die Forscher vor eine weitere Herausforderung: „Aluminium ist weicher als Stahl und lässt sich deshalb leichter umformen“, sagt Jonathan Ross, Projektleiter am IPH. „Das Problem wollen wir lösen, indem wir die Stahlteile vor dem Umformen leicht erwärmen. Dadurch passen wir sie dem Umformverhalten der Aluminiumteile an.“

Für die Automobilindustrie birgt das Projekt großes Potenzial, denn so könnten künftig noch leichtere Fahrzeuge hergestellt werden, die weniger Kraftstoff verbrauchen und dadurch die Umwelt schonen. Etliche Fahrzeugteile ließen sich als innenhochdruckumgeformte Tailored Hybrid Tubes fertigen, beispielsweise Achsträger, Cockpitquerträger, Sitzquerträger oder Bauteile in Rücksitzlehnen oder als Aufprallschutz in Türen.

An dem Forschungsprojekt beteiligen sich daher gleich mehrere Automobilzulieferer – darunter die Johnson Controls GmbH und die Kirchhoff Automotive GmbH – sowie zwei große deutsche Automobilhersteller und einige Unternehmen aus der Lasertechnik-Branche. Gefördert wird das Projekt „Innenhochdruckumformen laserstrahlgelöteter Tailored Hybrid Tubes aus Stahl-Aluminium-Mischverbindungen für den automobilen Leichtbau (IHU-THT)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Weitere Informationen:

http://www.ihu-tht.de - Weitere Informationen zum Forschungsprojekt

Susann Reichert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Verbesserte Leistung dank halbiertem Gewicht
24.07.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Hochschule Bochum und thyssenkrupp präsentieren Solar-Sportcoupé
06.07.2017 | Hochschule Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie