Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Felgen mit Korsett

01.09.2010
Eignen sich Leichtbaumaterialien für höchstbeanspruchte und sicherheitsrelevante Bauteile wie Autofelgen? Tests und Berechnungen zeigen: Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen. Einen Prototypen einer Leichtbaufelge haben Forscher bereits gefertigt.

Stellen Sie sich vor, Ihr Auto bleibt plötzlich auf einer wenig befahrenen Landstraße liegen. Dabei ist es erst vier Jahre alt. Kein schöner Gedanke. Eine Panne ist teuer. Von der Sicherheitsgefährdung der Insassen ganz abgesehen: Denn Ursache des Defekts waren die vom Autoverkäufer hoch gelobten, extrem leichten Kunststoffräder.


Diese Felge aus faserverstärktem Kunststoff ist besonders leicht und stabil. (© Fraunhofer LBF)

Eines davon ist gebrochen. »Solch ein Szenario darf in der Realität natürlich nie passieren«, erklärt Prof. Dr.-Ing. Andreas Büter vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. Die Experten dort sind auf Betriebsfestigkeitsprüfungen an Kunststoffen im Allgemeinen und im Besonderen an Kunststoffrädern spezialisiert.

Um die Grundlagen für die Fertigung leichter und dennoch sicherer und zuverlässiger Bauteile zu legen, haben sie – in Kooperation mit fünf weiteren Fraunhofer-Instituten – das Projekt »Hochfeste Kunststoffstrukturen« gestartet. »Ziel war es, sowohl die Voraussetzungen als auch die Werkzeuge für eine betriebssichere Auslegung von extrem leichten Sicherheitsbauteilen aus SMC-Material (Sheet Moulding Compound) für die nachhaltige Nutzung in mittleren bis großen Stückzahlen zu ermöglichen. SMC ist ein faserverstärkter Verbundwerkstoff, der hauptsächlich aus anorganischen Bestandteilen besteht«, erläutert Projektleiter Professor Büter. »SMC wurde bisher nur für Sekundärbauteile im Bereich der Verkleidung etwa für Motorhauben und Heckklappen oder Türen verwendet«, erläutert Büter. »Unser Projekt sollte klären, ob sich SMC auch für sicherheitsrelevante Primärbauteile wie Autoräder eignet.« Der Werkstoff SMC ist Metall in mehreren Punkten überlegen: Er ist nicht nur leichter, sondern glänzt auch durch seine gewichtsbezogene Festigkeit. Bei mittleren bis hohen Stückzahlen ist er kostengünstig zu produzieren.

Doch welche Materialeigenschaften haben SMC? Wie sind die Fasern ausgerichtet? Welche Fertigungsverfahren eignen sich zur Verarbeitung? Gibt es Lufteinschlüsse? Welchen Belastungen halten Autoräder aus SMC stand? Diese und weitere Fragen haben die Forscher untersucht. »Auf unseren Prüfständen haben wir zum Beispiel simuliert, wie sich die Räder und Achsen eines Autos auf einer Rüttelstrecke, beim Geradeaus- oder Rückwärtsfahren verhalten, und wie lange die Bauteile das aushalten«, berichtet Andreas Büter von den Tests am LBF. Nach drei Jahren Forschungsarbeiten können die Wissenschaftler nun die Ergebnisse präsentieren. Eine wichtige Erkenntnis aus dem Projekt: »Richtig verarbeitet, sind faserverstärkte Kunststoffe sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen«, betonte Büter beim Abschluss des Projekts.

Und wie geht es weiter? Die Forscher würden gerne zusammen mit der Industrie ein einsatzfähiges Rad kreieren, das auf dem entwickelten Prototypen basiert und hohen Belastungen standhält. Es soll über eine lokale Endlosfaserverstärkung verfügen. »Das wäre dann so etwas wie ein stützendes Korsett für die Felge«, beschreibt der Projektleiter die Visionen der Forscher. Einen Prototypen einer Leichtbaufelge zeigen die Experten auf der Messe Composites Europe vom 14. bis 16. September in Essen (Halle 12, Stand C33).

Dr.-Ing. Andreas Büter | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/09/felgen-mit-korsett.jsp

Weitere Berichte zu: ALUMINIUM Autoräder Composites Europe Felgen Korsett Kunststoff LBF Leichtbaufelge SMC

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise