Forschungscampus ARENA2036: DLR entwickelt mit Partnern Leichtbaukonzepte und Produktionstechniken für das Auto der Zukunft

Mittwoch, 28. August 2013

Leichter und umweltfreundlicher, aber gleichzeitig ausgestattet mit innovativer Technik und Komfort – das sind die Anforderungen von Kunden und Gesellschaft an die Fahrzeuge von morgen. Innerhalb des in Stuttgart angesiedelten Forschungscampus ARENA2036 entwickeln zwei Stuttgarter Institute des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit Partnern aus der baden-württembergischen Wissenschaft und Industrie neue Konzepte, wie diese Anforderungen durch den Einsatz neuer Leichtbaumaterialien sowie den dafür notwendigen Entwicklungs- und Produktionsmethoden erfüllt werden können. Die ersten Forschungsarbeiten sind im Juli 2013 offiziell angelaufen.

Zwei DLR-Schwerpunkte: Leichtbau und Simulation

Die Stuttgarter DLR-Wissenschaftler arbeiten an zwei der vier Startprojekte des Forschungsvorhabens mit: Gemeinsam mit den Projektpartnern entwirft das Institut für Fahrzeugkonzepte neue Leichtbauansätze durch Funktionsintegration. Der Schwerpunkt des Instituts für Bauweisen- und Konstruktionsforschung liegt auf der Entwicklung von Computermodellen, die das Verhalten der eingesetzten Werkstoffe und der daraus entstehenden Bauteile berechnet, einschließlich des kritischen Lastfalls Crash.

Leichtere Karosserieteile mit mehreren Funktionen

Neben dem Einsatz neuartiger Leichtbaumaterialien wie beispielsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen bietet die Funktionsintegration weitere Möglichkeiten, Fahrzeugkarosserien leichter zu machen, somit Kraftstoff einzusparen und die Kohlendioxidemissionen zu verringern. "Hinter dem Prinzip der Funktionsintegration steht die Idee, mit einem Bauteil möglichst viele technische Funktionen abzudecken. Mit weniger Karosserieteilen können wir so in Zukunft Gewicht sparen und zusätzlich den Aufwand für Montage und Logistik senken", verdeutlicht Gundolf Kopp, Forschungsfeldleiter Leichtbau und Hybridbauweisen am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte.

Als Anwendungsbeispiel haben sich die ARENA2036-Partner das Bodenmodul eines Fahrzeugs der Oberklasse herausgegriffen. Statt wie bisher hauptsächlich aus Metall wollen die Forscher die Bodenstruktur aus Faserverbundkunststoffen fertigen und sie mit möglichst vielen zusätzlichen Funktionen ausstatten: Dieser neue Fahrzeugboden dient damit nicht mehr nur als Fundament zur Verankerung weiterer Elemente wie den Fahrzeugsitzen, sondern verfügt beispielsweise über integrierte Heizung und Kühlung oder diverse Sicherheitsfunktionen. Weiterhin denkbar wäre für die Entwickler, Kabel durch neue leitfähige Werkstoffe zu ersetzen, die bereits Bestandteil des Bodenmoduls sind. "Im ersten Arbeitsschritt entwerfen wir dazu zunächst ein umfassendes Konzept, das die unterschiedlichen Ideen aufgreift und in Konstruktionen umsetzt. Dieses Konzept bildet dann die Ausgangsbasis, um den für die Umsetzung notwendigen Technologie- und Produktionsprozess zu entwickeln", erklärt Dr. Alexandra Schumann, Projektverantwortliche für die Konzeptentwicklung beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte.

Neue Werkstoffe und Strukturen

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe finden immer häufiger Anwendung im automobilen Leichtbau. Wie können diese innovativen, textilbasierten Materialien in einer geschlossenen digitalen Prozesskette – von der Auslegung bis hin zur Fertigung – am Computer berechnet werden? Und wie müssen die aus ihnen hergestellten Bauteile aussehen? Diese Fragestellungen stehen im Mittelpunkt des zweiten Teilprojekts der ARENA2036 mit Beteiligung des DLR Stuttgart. Mit Hilfe von Computersimulationen analysieren die Forscher am Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung dazu die mechanischen Eigenschaften der infrage kommenden Materialien und entwickeln auf dieser Basis verbesserte Modelle, um diese neuen Werkstoffe und Strukturen am Computer beschreiben zu können. "So können wir unseren Partnern, die sich mit der Herstellung dieser Werkstoffe befassen, wichtige Informationen geben, zum Beispiel welche Festigkeiten und Steifigkeiten erzielt, welche Energie im Crashfall absorbiert werden kann sowie welche Produktionsverfahren sich für Material und Struktur am besten eignen", fasst Christof Kindervater, stellvertretender Leiter des DLR-Instituts für Bauweisen- und Konstruktionsforschung zusammen.

Zum Forschungscampus ARENA2036

Das Forschungsprogramm ARENA2036 (Active Research for the Next Generation of Automobiles) gehört zu den Gewinnern des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung ausgeschriebenen Wettbewerbs "Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen". Die Jahreszahl 2036 nimmt Bezug auf das 150-jährige Jubiläum des Automobils. Projektpartner sind das DLR und die Universität Stuttgart, die Unternehmen Daimler, Bosch, BASF, Artur Bär Maschinenbau und DYNAmore sowie die wissenschaftlichen Einrichtungen Fraunhofer-Gesellschaft und Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung. Das Vorhaben ist zunächst auf 15 Jahre angelegt. Für die ersten fünf Jahre stehen Fördergelder von insgesamt zehn Millionen Euro zur Verfügung. Die Industriepartner werden im gleichen Zeitraum weitere 20 Millionen Euro einbringen.

Zuletzt geändert am: 02.09.2013 10:45:08 Uhr

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Das Fahrzeug von morgen im Blick: der Forschungscampus ARENA2036

Das Fahrzeug von morgen im Blick: der Forschungscampus ARENA2036

Das Institut für Fahrzeugkonzepte und das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung des DLR Stuttgart arbeiten gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an neuen Technologien für das Auto der Zukunft