IAA 2017

••• 14••• Innovationen Kunststoffverglasung als Alternative? Forschungsprojekt untersucht „Crashverhalten von Automobilverglasungen aus Plexiglas“ I n der Automobilindustrie wird der Leichtbau immer wichtiger. Er verringert das Fahrzeugge- wicht und reduziert so den Kraft- stoffverbrauch. In Serienfahr- zeugen besteht die Verglasung heute aus Mineralglas. Scheiben aus Kunststoff wie etwa Acryl- glas brächten eine Gewichtser- sparnis von 40 bis 50 Prozent. Weitere Vorteile liegen zum Bei- spiel im besseren Schutz gegen Steinschlag und in einer sehr gu- ten Akustik. Was bisher allerdings fehlt, ist der Nachweis der Crash- sicherheit des alternativen Mate- rials, die den Insassen- und Fuß- gängerschutz gewährleistet. Mit dem „Crashverhalten von Au- tomobilverglasungen aus Plexi- glas“ befasst sich ein Forschungs- projekt an der TH Mittelhessen. Projektleiter ist Prof. Dr. Stefan Kolling vom Kompetenzzentrum Automotive – Mobilität – Mate- rialforschung. Kooperationspart- ner sind das Institut für Statik und Konstruktion der TU Darmstadt und ein Industriepartner. „Bislang wurde der Einsatz von Acrylglas im Fahrzeug noch nicht systematisch wissenschaftlich in Theorie und Experiment unter- sucht. Dies soll in unserem Projekt erfolgen. Die Ergebnisse sollen in ein praxistaugliches numerisches Werkzeug (Simulationstool) zur Vorhersage des Crashverhaltens und zur Auslegung der Fahrzeug- scheiben überführt werden“, so Kolling. Werkstoffmodell für Crashsimulation Grundlage für die Computersi- mulation sind experimentelle Un- tersuchungen der Materialeigen- schaften. Ein Acrylglas-Hersteller stellt dafür Proben zur Verfügung. Aus den so gewonnenen Daten zumMaterialverhalten entwickeln die Forscher ein Werkstoffmodell für die Crashsimulation. „Der Nachweis der Crashsicher- heit soll mithilfe eines virtuellen Prototyps, mit dem Crashszena- rien prognosesicher in der Simu- lation abgebildet werden können, erbracht werden. Realversuche, also Crashtests mit Dummys, wer- den im Fahrzeugentwicklungspro- zess aus Kostengründen immer weniger durchgeführt und dienen im Idealfall nur noch zur Bestäti- gung der Simulation“, erläutert Kolling. Das Simulationswerkzeug steht Automobilherstellern und Zu- lieferern für die Auslegung zu- künftiger Fahrzeuge mit Acryl- glasscheiben zur Verfügung. Die Kooperationspartner rechnen damit, dass es vier bis fünf Jah- re nach Projektabschluss erste Serienfahrzeuge mit Kunststoff- verglasungen geben wird. Das Forschungsvorhaben am Gieße- ner Institut für Mechanik und Ma- terialforschung läuft zweieinhalb Jahre und hat ein Gesamtvolumen von 620000 Euro. Ganz ohne experimentelle Untersuchungen geht es nicht: Test eines Seitenfensters aus Plexiglas, bei dem ein Kopfaufprall simuliert wird. Foto: Tecosim GmbH Lightweight construction Processing high-performance materials with laser technologies Lightweight construction concepts have become an indispensable part of today’s production technology. The automobile in- dustry, for example, uses press-hardened and ultra-high strength steels with a tensile strength of up to 2,000 MPa in car body construction to reduce weight. Compared to steels with lower strength, these high-performance steels allow small- er sheet thicknesses leading to lighter com- ponents, which in addition exhibit equally good or even improved crash behaviour. To process these demanding high-perfor- mance materials, laser material process- ing is the method of choice. Together with project partners from science and industry, scientists from the Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) have advanced the development in separation and joining as well as heat treatment technologies. Sheets made of ultra-high strength steels are commonly used for B-pillars or side door sills of passenger cars, where an ex- tremely high absorption of kinetic energy is a key issue in the event of an impact. How- ever, the high strength of these materials makes it necessary to adjust the process- ing methods, such as cutting and joining. Conventional mechanical cutting and join- ing processes, such as stamping, clinching or riveting, cannot be used at a reasonable expense. As an alternative, the tool “light” has proven its value as a processing method in industrial applications. Laser cutting has already proven itself many times as a sepa- ration process, while joining is essentially achieved by spot welding. Both methods, however, lead to metallurgical effects that can adversely affect the component prop- erties. To process demanding high-perfor- mance materials, laser material pro- cessing is the method of choice. Photo: Fraunhofer ILT, Aachen Schnell und planbar laden Symposium zu innovativen Ladetechnologien Elektromobilität und Micro Smart Grid im Mittelpunkt: Das zweite Symposium „Innovative Lade- technologien in der Praxis“ findet am 18. Oktober im Fraunhofer-Ins- titutszentrum Stuttgart statt. Schnelles, planbares, komfor- tables Laden mit erneuerbaren Energien ist Voraussetzung für die Akzeptanz und Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Welche Technologien dabei zum Einsatz kommen, welche Herausforde- rungen und Chancen mit ihnen verbunden sind und wo man sie bald oder sogar schon heute auf der Straße sehen kann, erläutern Experten aus Industrie und Wis- senschaft anhand ihrer aktuel- len Forschungsarbeiten – etwa im Rahmen der Projekte BiLawE, SLAM, Shared E-Fleet oder char- ge@work. Neben Vorträgen und neuesten Erkenntnissen aus der Forschung gibt es Führungen durch Fraunho- fer IAO Micro Smart Grid sowohl als BIM-Modell als auch als realer Aufbau im Parkhaus des Fraun- hofer-Institutszentrums Stutt- gart mit seiner angeschlossenen Ladeinfrastruktur einschließlich 150-kW-Gleichstromladesystem. In der flächigen Verbreitung von Elektrofahrzeugen und ihrer Kom- bination mit erneuerbaren Energi- en liegt die große Chance, unsere gewohnte Lebensqualität nicht nur zu erhalten, sondern noch zu steigern. Die dafür notwendige Akzeptanz wird durch Lösungen geschaffen, die schnelles, planba- res, komfortables Laden erlauben und zudem Potenziale zur Sen- kung von Kosten bieten. Erste Technologien, die all diese Merkmale in sich vereinen, wer- den derzeit entwickelt oder sind sogar bereits im Einsatz. Sie um- fassen bidirektionales, indukti- ves Laden im öffentlichen Raum, konduktives Schnellladen mit ho- her Leistung, cloudbasiertes La- de- und Lastmanagement sowie dezentrale, regenerative Energie- systeme. Die Vorzüge der Tech- nologien reichen von sehr kurzen Ladezeiten über die intelligente Versorgung elektrischer Fahr- zeugflotten bis hin zu der Mög- lichkeit, Ladeinfrastrukturen weit- gehend mit lokalem Grünstrom speisen zu können.