Kongress-Messe LightCon: multifunktionale Leichtbaulösungen aus dem Fraunhofer LBF
Leichtbau macht Produkte wettbewerbsfähig und nachhaltig. Ihre Sicherheit
und zuverlässige Funktion muss dabei gewährleistet sein. Forschende aus
dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit
zeigen auf der neuen Kongress-Messe »LightCon« vom 1. bis 2. Juni in
Hannover völlig neue Ansätze des nachhaltigen und zuverlässigen Leichtbaus
(Halle 19, Stand B18). Mit dem »Batteriegehäuse im Schachbrettdesign« und
der »nachhaltigen Transportbox« und »Vibroakustischen Metamaterialien«
präsentieren sie Beispiele für effiziente Fertigungsverfahren und
funktionsintegrierte, umweltfreundliche Leichtbaulösungen. Ebenso ein
Vortrag am 1. Juni um 14.15 Uhr.
Nachhaltiger Leichtbau bedeutet innovative Zukunftstechnologie. Die
Forschenden am Fraunhofer LBF gehen bewusst immer stärker an die Grenzen
des Machbaren. Dabei entstehen eigenschaftsoptimierte, besonders leichte
Strukturlösungen für den funktionsintegrierten, intelligenten Leichtbau -
immer unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeit, Nachhaltigkeit und
Bezahlbarkeit der technischen Produktlösung.
Leichtes Batteriegehäuse: neues Fertigungsverfahren für integriertes
Thermomanagement
Forschende aus dem Fraunhofer LBF haben ein kosteneffizientes Leichtbau-
Batteriegehäuse aus polymerbasierten Werkstoffen entwickelte. Die
Gehäusestruktur besteht aus einem Polymerschaumkern und
endlosfaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP) als verstärkende
Deckschichten, die mit einem neuartigen Fertigungsverfahren verbunden
werden. Gegenüber herkömmlichen Aluminiumgehäusen konnte das Gewicht um
40% gesenkt werden. Zur Vorhersage des Bauteilverhaltens während der
Herstellung wurden verschiedene Simulationsmethoden entwickelt. Die
Sicherheit und Zuverlässigkeit des Batteriegehäuses wird anhand
realitätsnaher Anforderungen im Fraunhofer LBF untersucht. Über die
Entwicklungen des Projekts »GHOST« informiert eine eigene Webseite unter
www.lbf.fraunhofer.de/ghost.
Dr. Christian Beinert, Experte für Leichtbau am Fraunhofer LBF,
präsentiert mit seinem Vortrag: »Lightweight, safe, and sustainable:
Challenges of thermoplastic composites used for battery housings« mehr
dazu am 1. Juni um 14.15 Uhr im Rahmen der Konferenz.
Thermisch isolierende Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen und
Rezyklaten
Eine Forschergruppe aus dem Fraunhofer LBF hat neuartige Lösungen für
nachhaltige Transportboxen entwickelt. Um eine ultraleichte Lösung zu
demonstrieren, wurde eine Box mit additiv gefertigten bionischen
Strukturen in Kombination mit kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen
gebaut. Die Integration von Crash-Strukturen ist für den Transport
empfindlicher Lasten möglich. Da diese Boxen noch nicht nachhaltig sind,
konstruierte sie auch eine ökologisch sensible Lösung, aus 100 Prozent
natürlichen Bestandteilen: eine Box mit Biomaterialkombinationen,
beispielsweise aus Wiesengras mit Flachsfasern, gebunden mit Biopolymer.
Boxen können auch aus 100 Prozent Recycling-Materialien bestehen, die im
Sandwichaufbau gefertigt werden. Die äußeren Schichten sind aus
rezykliertem PET (Polyethylenterephthalat) oder aus Organoblech aus
naturfaserverstärktem rezyklierten PP (Polypropylen). Für den Innenbereich
eignen sich Polyurethan, Korkschrott, Altmatratzen oder auch
Reißfaservlies aus Alttextilien. Aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften
sind die im Fraunhofer LBF entwickelten Boxen ideal für den Transport von
beispielsweise warmen Mahlzeiten geeignet.
Neben der Anwendung in Transportboxen für Lastenfahrräder sind die neuen
Materialien vielseitig einsetzbar, etwa für Thermomanagement im
Fahrzeuginterieur oder als Verkleidungselemente in Bussen und Bahnen. Auch
der Bausektor kann profitieren oder die Möbel-, Sport- und
Freizeitbranche.
Neue Leichtbaupotenziale durch vibroakustische Metamaterialien
Damit Maschinenbau und Mobilität noch wirtschaftlicher werden, müssen die
dort eingesetzten Komponenten effizienter hergestellt und leichter
gestaltet sein. Bei solchen Konstruktionen treten jedoch oft
Schwingungsprobleme auf. Im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und
Systemzuverlässigkeit LBF werden Anwendungen mit vibroakustischen
Metamaterialien für das optimierte strukturdynamische Verhalten
entwickelt. Vibroakustische Metamaterialien stellen eine neuartige
Maßnahme zur Schwingungsminderung dar und versprechen Vorteile in der
Beeinflussung des Schwingungsverhaltens gegenüber konventionellen
Maßnahmen. Beispiele gibt es auf der LightCon und Hannover Messe
(Fraunhofer-Stand Halle 5, Stand A06) zu sehen.
