Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Photonische Werkzeuge für energieeffiziente Leichtbau-Fahrzeuge

01.08.2013
BMBF-Verbundprojekt HoLQueSt 3D erforscht CFK-Laserbearbeitungsprozesse für die Serienfertigung in der Automobilbranche.

Innovative Fahrzeugmodelle wie der BMW i3 oder der Volkswagen XL1 zeigen deutlich, dass die Reduktion des Fahrzeuggewichts bei der Konstruktion zukünftiger Autos eine zentrale Rolle einnehmen wird. Egal ob mit Strom oder Benzin betrieben, je leichter das Fahrzeug, desto effizienter wird die eingesetzte Energie genutzt.


Lichtmikroskopisch analysierte Querschliffe lasergetrennter CFK-Werkstoffe mit PPS-Matrix. cw-Konturschneiden (links), cw-Quasisimultanschneiden (Mitte), Quasisimultanschneiden mittels im Nanosekundenbereich gepulster Laserstrahlung (rechts). © TLS / LZH

Gleichzeitig dürfen bei der Sicherheit keine Abstriche gemacht werden. Hochfeste und sehr leichte Carbon-Faserverstärkte Kunststoffe werden daher aus dem Auto der Zukunft nicht mehr wegzudenken sein. Derzeit ist die Verarbeitung dieser Materialien jedoch noch sehr teuer und die Fertigung solcher Autos erfolgt in manufakturartiger Kleinserienfertigung.

Um die Grundlagen für eine zukünftige Serienfertigung solcher Leichtbaustrukturen zu schaffen, werden im Rahmen des nun gestarteten Projekts HoLQueSt 3D laserbasierte Prozess- und Anlagentechnologien für die kostengünstige Herstellung und Reparatur von CFK-Bauteilen für den Automobilsektor erforscht. Der Verbund unter Koordination der Volkswagen AG wird mit seinen insgesamt sieben Partnern aus Unternehmen und Instituten vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Nanosekunden-Laserpulse und 3D-Scannersysteme

Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer automatisierten, prozesssicheren 3D-Lasermaterialbearbeitung, die es erlaubt, CFK mit hoher Geschwindigkeit schädigungsarm zu bearbeiten. Da die Kohlenstofffasern selbst und der die Faser umgebende Kunststoff stark unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, kann es bei Wechselwirkung mit der Laserstrahlung zu starker Wärmeentwicklung kommen, die zu Schädigungen der Bauteile in der Bearbeitungszone führt. Um dies zu verhindern, werden gepulste Hochleistungslaser mit Pulsdauern im Nanosekundenbereich (1 Nanosekunde = 10-9 Sekunden) eingesetzt.

Im Einzelnen sollen neuartige, produktive, robuste und werkstoffangepasste Laserstrahlquellen erarbeitet und an 3D-Scannersysteme für einen schnellen Strahlvorschub adaptiert werden. Systematische Untersuchungen zum kurzgepulsten 2D- und 3D-Laserschneiden und -abtragen an ausgewählten industriellen CFK-Werkstoffen bilden die Voraussetzung für den Aufbau einer bauteilangepassten Prozesssteuerung sowie einer automatisierten Prozessbeobachtung als Grundlage einer industriellen Qualitätssicherung.

Von Anfang an werden Lasersicherheitsaspekte sowie die Erfassung, Absaugung und Behandlung freigesetzter, potenziell gesundheitsschädlicher Prozessemissionen intensiv betrachtet, um sicherzustellen, dass diese Bearbeitungsverfahren später auch in einem industriellen Umfeld zum Einsatz kommen können.

Das Projekt ist Teil der Fördermaßnahme „Photonische Verfahren und Werkzeuge für den ressourceneffizienten Leichtbau“ im Rahmen des Programms „Photonik Forschung Deutschland”. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) verfolgt damit das Ziel, bestehende Hemmnisse bei der breiten Einführung von Leichtbaumaterialien in die Großserienfertigung zu überwinden. Für die Forschungsarbeiten in insgesamt 12 Verbundprojekten stellt das BMBF insgesamt knapp 30 Mio. € zur Verfügung. Mit der Projektträgerschaft hat das BMBF die VDI Technologiezentrum GmbH beauftragt.

Daniela Metz | idw
Weitere Informationen:
http://www.photonikforschung.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Neue Akzente für das Ambiente im Automobil
19.09.2017 | Schott AG

nachricht Mobilität von Morgen: Wie wir uns in Zukunft von A nach B bewegen
07.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise