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Aus der Forschung: Simulationsmethoden für den hybriden Leichtbau

Projekt ProVorPlus: Florian Bohne analysiert die Wärmeverteilung im Bauteil. (Foto: IFUM)

Um Leichtbauteile in Serie zu fertigen, sind nicht nur neue Materialien und Herstellungsprozesse notwendig, sondern auch neue Simulationsstrategien. Forscher am IFUM entwickeln Berechnungsmethoden, mit denen sich die Umformung faserverstärkter Kunststoffe vorhersagen lässt.

Hybride Leichtbau-Werkstoffe wie beispielsweise faserverstärkte Kunststoffe bestehen aus unterschiedlichen Materialien mit stark variierenden Eigenschaften. Die numerische Simulation dieser Werkstoffe ist eine echte Herausforderung.  
Geeignete Berechnungsmethoden entwickelt das Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) im Verbundprojekt ProVorPlus. In dem Projekt arbeiten mehrere Institute mit Partnern aus der Industrie zusammen und entwickeln einen Leichtbau-Prozess zur Herstellung einer Batteriewanne aus Organoblech. Organobleche sind faserverstärkte Kunststoffe: Sie bestehen aus einem Fasergewebe, das in eine thermoplastische Matrix eingebettet ist.

Zur numerischen Modellierung des Prozesses entwickelt das IFUM zunächst ein Materialmodell, das die Eigenschaften des Fasergewebes mit den Eigenschaften der thermoplastischen Matrix vereint. Das Modell dient als Grundlage für neue Simulationsmethoden. Damit wird es in Zukunft möglich sein, Fertigungsprozesse für faserverstärkte Kunststoffe effizient auszulegen und Leichtbauteile in Großserie herzustellen.

 Den ausführlichen Projektbericht lesen Sie hier in der PHI.