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 Wussten Sie, dass Verpackungen durch Flash Systeme intelligent werden?
23.05.2017 | Heraeus Noblelight GmbH

nachricht Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-Akkus
17.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten