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Maßgeschneiderte Werkstoffe für leichtere Fahrzeuge

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die Vector Stiftung haben gemeinsam die Young Investigator Group (YIG) "Green Mobility – Gewichtsoptimierte Fahrzeugstrukturen durch maßgeschneiderte Hochleistungsfaserverbunde" eingerichtet.

Leichtere Fahrzeuge verbrauchen weniger Kraftstoff, stoßen weniger Schadstoffe aus und ermöglichen eine umweltfreundlichere Mobilität. Auch für Elektrofahrzeuge sind leichtere Strukturen gefragt, um das relativ hohe Gewicht der Batterien auszugleichen und Energie einzusparen. Das Gewicht tragender Bauteile lässt sich durch den Einsatz von Hochleistungs-Faserverbundkunststoffen deutlich reduzieren. Diese Werkstoffe bestehen aus einer Kunststoffmatrix und darin eingebetteten extrem dünnen Verstärkungsfasern.

Im Automobilbau haben sie sich allerdings noch nicht etabliert. “Dies liegt unter anderem daran, dass sich diese Werkstoffe noch nicht genau genug simulieren lassen”, erklärt Dr. Luise Kärger, Leiterin der neuen YIG “Green Mobility” am Lehrstuhl für Leichtbautechnologie (LBT) des KIT-Instituts für Fahrzeugsystemtechnik (FAST). Im Unterschied zu Metallen werden Steifigkeit und Festigkeit bei den Faserverbundkunststoffen von der lokalen Faserarchitektur beeinflusst. Die endgültige Faserarchitektur der Bauteile entsteht erst bei der Drapierung, d.h. bei der Umformung des Fasermaterials in eine dreidimensionale Struktur. Deshalb arbeiten die Wissenschaftler an einer effizienten Simulation, die die lokale Faserarchitektur der Umformung ausreichend genau vorhersagt.

Die Forschergruppe ist die erste Young Investigator Group, die das KIT in Kooperation mit einer Stiftung eingerichtet hat: Die Vector Stiftung wurde 2011 von den Firmengründern der Vector Informatik GmbH, Eberhard Hinderer, Martin Litschel und Dr. Helmut Schelling, gegründet. Stiftungszwecke sind die Unterstützung regionaler sozialer Einrichtungen, die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchs an Schulen und Hochschulen und als Schwerpunkt die Forschungsförderung im Bereich umweltfreundlicher und nachhaltiger Mobilität. Die YIG “Green Mobility” startete am 1. Juli 2014 und ist auf vier Jahre angelegt.

(8.8.2014 | Quelle: Karlsruher Institut für Technologie)

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