Material und Werkstoffkunde

Ultraleicht und doch stabil - wie Faserverbundwerkstoffe helfen, leichtere Autos zu bauen



(in Kooperation mit dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden)

 Anhand verschiedener Kunststoffe und deren faserverstärkten Varianten könnt ihr die Vorteile von Faserverbundwerkstoffen selbst testen. Welche Stoffe zerreißen, welche sind besonders dehnbar? Auf dieser Grundlage kann der geeignetste Stoff für die Umsetzung des praktischen Problems der Autositzschale ermittelt werden.
zum Bild Anhand verschiedener Kunststoffe und deren faserverstärkten Varianten könnt ihr die Vorteile von Faserverbundwerkstoffen selbst testen. Welche Stoffe zerreißen, welche sind besonders dehnbar? Auf dieser Grundlage kann der geeignetste Stoff für die Umsetzung des praktischen Problems der Autositzschale ermittelt werden.

Wie und mit welchen Materialien lassen sich leichte und dennoch stabile Werkstoffe herstellen? Nehmt einen realen Forschungsauftrag an und findet den geeignetsten Werkstoff zur Konstruktion einer Autositzbank.

Am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden liegt der Fokus der wissenschaftlichen Forschung auf der Fragestellung, mit welchen Materialien sich Werkstoffe herstellen lassen, die einerseits leicht sind, die aber dennoch den Belastungen im fertigen Produkt standhalten. Dabei kommen die Forschungsaufträge auch aus der Wirtschaft, die ganz konkrete Projekte umsetzen möchte. Auf Grundlage eines solchen realen Auftrags eines Autoherstellers, den das ILK bearbeitet, sollt ihr in diesem Versuch nun selbst forschen und konstruieren. Es geht um die Herstellung einer Autositzbank aus Faserverbundwerkstoffen.

 Mithilfe einer Prüfmaschine, wie sie auch in der aktuellen Forschung verwendet wird, können die Proben auf ihre Zugfestigkeit getestet werden, die dann bis zum Zerreißen gespannt werden.
zum Bild Mithilfe einer Prüfmaschine, wie sie auch in der aktuellen Forschung verwendet wird, können die Proben auf ihre Zugfestigkeit getestet werden, die dann bis zum Zerreißen gespannt werden.

Ihr müsst euch überlegen, welchen Belastungen die Sitzbank ausgesetzt ist und wie ein Material aussieht, das diesen stand halten kann. Außerdem muss die Bank ja dann auch noch genau ins Auto passen! Gibt es vielleicht auch einen Zusammenhang zwischen der Stabilität und der Form der Bank? Untersucht verschiedene Faserkunststoffe hinsichtlich ihrer Eignung als Sitzbankmaterial und konstruiert anschließend euer eigenes Modell. Im Praxistest wird sich dann herausstellen, ob ihr das Zeug zum Ingenieur habt!

(WK_FVW, empfohlen für Klassenstufen 7 bis 12; in Verbindung mit WK_GLM auch ab Klasse 5)


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