Eröffnungsveranstaltung des Kompetenzzentrums Holz in Fahrzeugstrukturen
Beim Eröffnungsevent am 6. Mai 2024 hat das Kompetenzzentrum seine Expertisen rund 100 Gästen aus Wirtschaft und Forschung vorgestellt.
Das Kompetenzzentrum Holz in Fahrzeugstrukturen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und erprobt innovative Bauweisen für den nachhaltigen Leichtbau von Autos, Lkw und Zügen. High-Tech-Verbundwerkstoffe aus Holz statt Aluminium oder Kunststoffen zu verwenden, spart Energie bei der Produktion und schont Ressourcen.
In Projekten und Kooperationen mit Wissenschaft und Industrie bietet das Kompetenzzentrum Know-how und Lösungen zu herausfordernden, technischen Anwendungen von Holz im Fahrzeugbau. Es unterstützt damit den Transfer neuester Fortschritte und Technologien in die Fahrzeug- und Zulieferindustrie.
Nachhaltiger Leichtbau mit Holz
Ein hohes Fahrzeuggewicht schlägt sich im Verbrauch nieder. Daher spielt Leichtbau eine wichtige Rolle, um die Emissionsziele im Verkehrssektor und in der Elektromobilität zu erreichen. Gewichtsparende Fahrzeugteile aus Aluminium oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen zu fertigen ist jedoch sehr energieintensiv.
Fahrzeugteile und -strukturen aus Holz ermöglichen einen CO2-reduzierten und kosteneffektiven Leichtbau. „Mit innovativen Verbundmaterialen aus Holz lassen sich robuste und stabile Bauteile herstellen, um den Anteil von Metallen und Kunststoffen zu senken“, betont Dr. Elmar Beeh, Abteilungsleiter am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart . Verwendet man Holz in Fahrzeugstrukturen, so sollte es dort auch möglichst lange Zeit im Einsatz bleiben. Daher beschäftigen sich die Forscher des Kompetenzzentrums bereits heute damit, wie die Holzbauteile recycelt und für neue Strukturanwendungen genutzt werden können.
Holz im Fahrzeugbau bringt jedoch eigene Herausforderungen mit sich. Es reagiert auf Temperaturänderungen und Feuchtigkeit empfindlicher als Metall. Beispielsweise darf sich keine Nässe stauen, die zu Fäulnis führen könnte.
Kompetenz bündeln und weitergeben
Mit dem Kompetenzzentrum Holz in Fahrzeugstrukturen bündelt das DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte fundiertes Know-how zum Auslegen, Konstruieren und Validieren von Holzbauteilen. Die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler bringen ihre jahrelange Erfahrung zu traditionellen Holzwerkstoffen sowie Schlüsseltechnologien ein. Dazu zählen die Herstellung von Verbundmaterialien, Fügetechniken, um Metall- und Holzteile zielgerichtet miteinander zu verbinden, ebenso wie Computersimulationen und einheitliche Prüfverfahren.
In gemeinsamen Forschungsprojekten fließen neueste Erkenntnisse direkt in die Praxis ein. „Als eine der weltweit führenden Forschungseinrichtungen im Technologiebereich Holz in Fahrzeugstrukturen wollen wir Fahrzeughersteller und Zulieferer unterstützen, auf nachhaltige Bauformen umzusteigen“, erklärt Elmar Beeh.
Vom Brett zum Werkstoff
Verwendet wird Holz als Werkstoff sowohl naturgewachsen als auch im Mix mit anderen Werkstoffen, wie Metall oder Naturfasern. Dafür sind spezielle Fügetechniken nötig, um die verschiedenen Materialien dauerhaft und zuverlässig miteinander zu verbinden – entweder zu einem Bauteil oder zum Einbau ins Fahrzeug. So lassen sich die gewünschte Stabilität, Festigkeit sowie ein crashsicheres Biege- und Verformungsverhalten erzielen.
„In unserem Kompetenzzentrum bieten wir eine umfangreiche Prüfinfrastruktur an, um Bauteile zu validieren. Dazu zählen Druck- und Zugprüfungen ebenso wie Crashtests mit bis zu 60 Kilometern pro Stunde“, erläutert David Heyner, Gruppenleiter am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte.
Holz ist nicht gleich Holz
Der nachhaltige Einsatz von Holz beginnt mit der Auswahl der Holzsorten. Ökologische Bezugsquellen und umweltverträgliche Verarbeitungsprozesse sowie zuverlässige Lieferketten geringe Kosten sind grundlegende Aspekte. Gegenüber traditionellen Einsatzbereichen von Holz, wie beispielsweise in der Bauindustrie, spielt bei Fahrzeugstrukturen die industrielle Produktion von Großserien eine wichtige Rolle. Der Technologietransfer durch das Kompetenzzentrum ermöglicht es Beteiligten frühzeitig entsprechende Netzwerke aufzubauen.
“Hierbei setzen wir auf nachhaltige und klimafreundliche Sortenauswahl und Lieferquellen. Ein Beispiel ist das sehr leichte Albasia-Holz. Wir beziehen dieses über unseren langjährigen Projektbeteiligten Fairventures Worldwide aus wiederaufgeforsteten Urwaldgebieten. Dabei entsteht eine Win-Win-Situation für die Natur, die Kleinbauern vor Ort und die Nutzer“, erläutert David Heyner.
Ein Gewinn auch für andere Branchen
Der Austausch von Wissen und Ressourcen hilft Praktiken und Erfahrungen aus verschiedenen Branchen zusammenzuführen. „Technologische Lösungsbausteine für Fahrzeugstrukturen eignen sich durchaus für den Schiffsbau oder in der Bauindustrie. Dies beschleunigt die Markteinführung und sichert die hiesige Technologieführerschaft“, erklärt Elmar Beeh.