Unser Profil

Das Thema Leichtbau ist am Institut für Fahrzeugsystemtechnik des Karlsruher Instituts für Technologie als Querschnittthema positioniert. Im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten stehen Technologien zur Gewichtsreduktion von Fahrzeugen, mit einem Schwerpunkt auf Faserverbundwerkstoffen im Kontext monolithischer als auch hybrider Strukturen. Hinsichtlich einer anwendungsnahen und marktrelevanten Forschung werden am LB zwei Zielsetzungen verfolgt:

Abb. 1: Ganzheitliche Erforschung und Entwicklung von Technologien zur Sicherung des maximal bezahlbaren Leichtbaus mit Hochleistungsfaserverbunden für die Großserie.

Abb. 2: Optimale Nutzung des Leichtbaupotentials semistruktureller Langfaserverbunde mit maximaler, bestmöglicher Funktionsintegration.                                                   

Zur Entwicklung großserienfähiger, leichter und leistungsfähiger Faserverbunde sowie hybrider Bauteile ist es essentiell, Kompetenzen aus den Bereichen Methoden, Werkstoffe und Produktion zu vernetzen und ganzheitlich einzusetzen. Hieraus leitet sich der Methoden-Werkstoffe-Produktion Ansatz (MWP-Ansatz) ab. Vor diesem Hintergrund wird am LB in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Polymer Engineering (PE) des Fraunhofer Instituts für Chemische Technologie (ICT), der Abteilung für Hybride Werkstoffe und Leichtbau des Instituts für Angewandte Materialien (KIT-IAM-WK) und weiteren Partnern des KIT-Leichtbaunetzwerks ein ganzheitlicher ingenieurstechnischer Ansatz des Leichtbaus erarbeitet.
 

Abb. 3: Zur Entwicklung großserienfähiger, leichter und leistungsfähiger Faserverbund-Bauteile sowie hybrider Bauteile ist es essentiell, Kompetenzen aus den Bereichen Methoden, Werkstoffe und Produktion (MWP-Ansatz) zu bündeln und zu vernetzen.

Im Bereich der Methodenentwicklung (M) werden am FAST-LB Simulationsmethoden und durchgängige virtuelle Prozessketten (CAE-Ketten) zur virtuellen Beschreibung der Herstellprozessketten von Langfaser- und Endlosfaserverbundbauteilen entwickelt. Die CAE-Ketten ermöglichen es, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Bauteildesign, Bauteilherstellung, Werkstoffeigenschaften und dem daraus resultierenden Bauteilverhalten bereits in den frühen Phasen der Produktentwicklung zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck werden am FAST-LB auch die Methoden zur Simulation verschiedener Herstellprozessschritte und zur Struktursimulation erforscht und weiterentwickelt. Zu den betrachteten Herstellprozessschritten zählen Umformprozesse, Formfüllprozesse (RTM, Nasspressen, Fließpressen, Spritzgießen u.a.), Aushärtung, Abkühlung und Verzug. Details zu unseren Forschungsinhalten sind unter Forschung beschrieben.

Abb. 4: Durchgängige virtuelle Prozesskette für faserverstärkte Kunststoffbauteile.

Im Bereich der Prozess- und Werkstoffentwicklung arbeitet das FAST-LB eng mit dem Fraunhofer ICT und dem KIT-IAM-WK zusammen und forscht an Großserientechnologien in den Bereichen SMC, LFT, Spritzgießen, RTM, T-RTM, Nasspressen, Tapelegen und Faserspritzen. Dabei werden insbesondere die prozessintegrierte Materialaufbereitung und -modifikation sowie die Automatisierung und Qualitätssicherung von intrinsisch und extrinsisch hybridisierten Faserverbundbauteilen erforscht.

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