Leichtbau

Simulation eröffnet neue Wege zur effizienten und robusten Auslegung von Pultrusionsprozessen. Von der Faserzuführung über die Imprägnierung bis hin zu Aushärtung und Verzug schafft sie Transparenz, reduziert Trial-and-Error und verkürzt Entwicklungszeiten. Als Fraunhofer IWU begleiten wir Sie dabei mit fundierter Simulationsexpertise und langjähriger Prozesserfahrung.

Cotto4Cut untersucht Schneidtechnologien für den bio-basierten Werkstoff Cottonid und ermittelt geeignete Prozessparameter für eine hohe Schnittflächenqualität, geringe Risskantenempfindlichkeit und hohe Ermüdungsfestigkeit. Im Fokus stehen homogenes und laminiertes Cottonid sowie die Eignung verschiedener Trennverfahren für die industrielle Fertigung.

3D-FiberTrain ist ein Forschungsprojekt zur Entwicklung einer werkzeuglosen Fertigungskette für großformatige thermoplastische Faserverbundbauteile. Die Prozesskette verbindet Large Scale Additive Manufacturing (LSAM), gezielte Endlosfaserverstärkung, FEM-basierte Bauteilauslegung, Topologieoptimierung und automatisierte spanende Nachbearbeitung. Die Technologie wurde anhand von Demonstratorbauteilen für den Schienenfahrzeugbau, unter anderem für den Hochgeschwindigkeitszug ICE 3neo, erprobt.

ECOHEAT ist ein Forschungsprojekt zur Entwicklung energieeffizienter Erwärmungsstrategien für das Presshärten dicker Blechzuschnitte. Im Mittelpunkt stehen dicke Patchbleche, die lokal zur Verstärkung von Karosseriebauteilen eingesetzt werden. Durch eine gezielte Kombination aus Induktionserwärmung und konventioneller Ofenerwärmung soll der Energiebedarf beim Presshärten um mehr als 30% gesenkt und gleichzeitig eine hohe Bauteilfestigkeit erreicht werden.

Aufgrund ihres hervorragenden Leichtbaupotenzials sind Blechbauteile aus hochfesten Aluminiumlegierungen der 6xxxer und 7xxxer Serie im Fahrzeugbaubereich bereits etabliert. Die Übertragung der temperaturgestützten Prozessrouten auf das Innenhochdruck-Umformen (IHU) von Profilhalbzeugen ist ein Forschungsschwerpunkt am Fraunhofer IWU.

Das Vorhaben untersucht ferritische, nickelfreie Edelstähle als ressourcenschonende Alternative zu austenitischen Werkstoffen für Bipolarplatten in Elektrolyseuren. Im Fokus stehen chrombasierte Oberflächenmodifikationen zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und elektrischen Leitfähigkeit sowie die Entwicklung neuer Umformprozesse für leistungsfähige Flussfelder. Ziel sind wirtschaftliche, langlebige und effiziente Bipolarplatten für die Wasserelektrolyse.

Offenzellulare Metallstrukturen erfüllen die hohen Anforderungen an effiziente Wärmeübertrager- und Filtersysteme. Die freie Gestaltung der Geometrie eröffnet ein extrem breites Feld an Lösungsansätzen. Das Oberflächen-Volumen-Verhältnis kann eingestellt und die aktive Oberfläche kann individuell an den Anwendungsfall angepasst werden. Wir entwickeln für Sie offenzellige Strukturen entsprechend Ihren Anforderungen und übernehmen die Herstellung im Feinguss.

Aluminiumlegierungen können einen wesentlichen Beitrag zum Leichtbau leisten. Für die Umformung hochfester Aluminiumlegierungen sind temperaturgestützte Prozessrouten notwendig, um für die Umformung geeignete Werkstoffzustände einzustellen. Solche Prozessrouten für Rohr- und Blechbauteile wurden am Fraunhofer IWU entwickelt.

Einer der außergewöhnlichsten Prozesse im Bereich der temperaturgestützten Umformprozesse ist das superplastische Umformen. Dabei können unterschiedliche Legierungen (z. B. der Werkstoffe Aluminium, Titan, Nickel oder Stahl) durch hochtemperierte und sehr langsam ablaufende Umformprozesse um mehrere hundert oder gar tausend Prozent gedehnt werden. Dadurch lassen sich im Vergleich zu konventionellen Umformverfahren äußerst komplexe Bauteilgeometrien herstellen.

Pultrusion steht für Wirtschaftlichkeit, Vielfalt und Ressourceneffizienz. Mit der Fertigung von kleinen Profilen mit einem Durchmesser von 1 mm bis hin zu Mehrkammer-Hohlprofilen hat sich das Fraunhofer IWU in den letzten Jahren als zuverlässiger Forschungs- und Entwicklungspartner etabliert - von der ersten Profilidee bis zur Realisierung auf der eigenen Serienpultrusionsanlage und Prüfung.