Werkstoffverbund

Hybrider Leichtbau aus Sachsen

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Kürzere Prozesse und optimierte Fügetechnologien

Im Forschungsprojekt Q-Pro arbeiten Wissenschaftler beispielsweise an der Entwicklung eines großserienfähigen und qualitätsgesicherten Fertigungsprozesses zur Herstellung von Leichtbaustrukturen in Multi-Material-Design. Vor allem für die Elektromobilität sind Bauteile in sogenannter 3D-Hybrid-Technologie – eine Verbindung aus hochfestem Stahl, endlosfaserverstärktem Thermoplast und faserverstärkter Thermoplast-Formmasse – ein entscheidender Entwicklungsschritt zur Senkung des Energiebedarfs und für die daraus resultierende Reichweitenerhöhung.

Die gemeinschaftlich entwickelten Faserverbund-Metall-Mischbauweisen sollen – anders als bei herkömmlichen Verfahren – bereits im Ur- bzw. Umformprozess der Einzelkomponenten durch die Verwendung von Haftvermittlern und Laserstrukturierung der Metalloberfläche hergestellt werden. Damit können zeit- und kostenintensive nachträgliche Fügeverfahren zur Verbindung der unterschiedlichen Werkstoffe eingespart werden, was zu einer erheblichen Senkung der Prozesskosten beiträgt.

Faserverstärkte Kunststoffe werden aktuell fast ausschließlich in aufwändigen Verfahren hergestellt, die oft noch lange Entwicklungszeiten und hohe Kosten verursachen. Durch die im Verbundvorhaben Q-Pro fokussierten neuartigen Methoden wird eine frühzeitige Analyse und Bestimmung der signifikanten Prozess- und Qualitätsparameter, wie Druck, Temperatur oder Faserausrichtung möglich. Die neuen Methoden bilden die Grundlage für eine effiziente Entwicklung wirtschaftlicher Verarbeitungsprozesse für die Elektromobilität, aber auch andere Anwendungsbereiche.

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