Moderne Mobilität ist umweltfreundlich, ressourcenschonend und nachhaltig. Dazu gehören Maßnahmen wie der Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs, die Förderung des Rad- und Fußverkehrs, alternative Mobilitätskonzepte wie das Carsharing, die Elektrifizierung des Verkehrs und die Einführung von emissionsarmen Antrieben wie Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoffen.
Aber auch der Leichtbau spielt eine wichtige Rolle. Weniger Gewicht bedeutet weniger Energiebedarf. Weniger Energiebedarf leistet einen Beitrag zum Klimaschutz. Und das in verschiedensten Industriebranchen, z.B.:
100 Kilogramm weniger Gewicht reduzieren den Kraftstoffverbrauch eines Autos beispielsweise um circa 0,5 Liter pro 100 Kilometer.
Unsere Showcases geben Einblicke in Forschung, Praxis und Initiativen im Netzwerk der AIF.
Langlebige Batteriekästen für Elektrofahrzeuge
Problem
- Die bisher relativ geringe Akzeptanz der Elektromobiliät liegt an der begrenzten Reichweite und den hohen Anschaffungskosten, die wesentlich auf die derzeitigen Energiespeicher zurückgeführt werden.
Wirkung
- Mit Batteriegehäusen aus hochfesten Stählen in Leichtbauweise können geringere Materialkosten und Treibhausgasemissionen über den Lebenszyklus dieses Batteriekastens im Vergleich zum Aluminium erreicht werden.
- Dazu wurde eine wissenschaftlich abgesicherte Methode zur Bewertung des Langzeitverhaltens von Stahlklebverbindungen an Batteriegehäusen in Elektrofahrzeugen entwickelt.
- Die Forschungsergebnisse können in weiteren Branchen wie dem Anlagen- und Behälterbau genutzt werden.
Beitrag zur Transformation
- Elektromobilität gilt als Schlüsselfaktor der klimafreundlichen Mobilität.
- Die Steigerung ihrer Akzeptanz trägt maßgeblich zur Reduzierung von Treibhausgasen bei.
Einbindung Mittelstand
- 27 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, darunter 7 KMU
Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.
AIF-Forschungsvereinigung
Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. – FOSTA
3D-gewebte Faser-Kunststoff-Verbunde
Problem
- Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) aus Hochleistungsfasern können die Leichtbauweise von Fahrzeugen, Windkraftanlagen oder Maschinen verbessern.
- Solche FKV-Teile werden jedoch in einem komplexen sequentiellen Vorformprozess hergestellt, der sehr zeit- und kostenintensiv ist.
- Das behindert in vielen Marktsektoren den Durchbruch in der Massenproduktion.
Wirkung
- Beim 3D-Weben werden mehrere Lagen von Schuss- und Kettgarnen auf einer Webmaschine zu einem dicken Gewebe kombiniert. Zusätzlich kann eine Z-Verstärkung implementiert werden, die die Lagen miteinander verbindet.
- Dadurch können leichte FKV mit hoher Dauerfestigkeit unter dynamischen Belastungen hergestellt werden.
Beitrag zur Transformation
- Die Herstellungskosten von FKV werden durch die deutliche Reduzierung der Hauptschritte konventioneller Produktionsmethoden gesenkt.
- Das bedeutet Vorfahrt für klimaschonenden Leichtbau.
Einbindung Mittelstand
- 9 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, darunter 8 KMU
Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.
AIF-Forschungsvereinigung
FEhS – Institut für Baufstoff-Forschung e.V.
Stromleitende Fügeverbindungen
Problem
- In Zukunft reichen die Ressourcen bestimmter Metalle nicht mehr aus, so dass die Verarbeitung recycelter Werkstoffe höchste Relevanz bekommt. Der Einsatz etablierter Fügeverfahren und Werkstoffkombinationen ist häufig nicht möglich. Erfahrungen und wissenschaftlich validierte Verfahren fehlen, um die mechanischen und elektrischen Eigenschaften neuer Fügeverbindungen darstellen zu können.
Wirkung
- Stromleitende Fügeverbindungen unter Verwendung recycelter Werkstoffe werden aktuell zu einem Kernthema der Energiewende.
- Daher werden die stromleitenden Eigenschaften von z.B. Clinchverbindungen aus Kupfer, Aluminium und deren Mischverbindungen aus Primär- und Sekundär-Werkstoffen untersucht und qualifiziert.
Beitrag zur Transformation
- Die Qualifizierung ermöglicht Unternehmen die Anwendung in Bereichen der E-Mobilität, der Energiespeichertechnik, der Photovoltaik und Haustechnik.
- Wirtschaftliche und innovative Fügeverfahren bilden eine Voraussetzung für die ressourcenschonende Nutzung von (Leichtbau-)Materialien.
Einbindung Mittelstand
- 19 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, darunter 7 KMU
Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.
AIF-Forschungsvereinigung
Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. – EFB
Leichtbau für den Antriebsstrang von Fahrzeugen
Ein neues Werkstoffkonzept für Bauteile im Antriebsstrang führt erstmals in diesem Bereich zu einer Gewichtsreduzierung von bis zu 26 Prozent.
Mehr Information im 4-minütigen Film: Leichte Antriebe – Innovatives Leichtbaukonzept für Komponenten im Antriebsstrang.
Problem
- Bislang wird Leichtbau im Fahrzeugbau vorwiegend im Karosseriebau umgesetzt.
- Im Bereich des Antriebsstranges kam es bisher zu keiner vergleichbaren Gewichtseinsparung, da die Veränderung von Werkstoffen immer Konsequenzen für die Konstruktion und Fertigung haben, die mit einem erhöhten Aufwand in der gesamten Prozesskette einhergehen.
Wirkung
- Es wurde ein innovatives Werkstoffkonzept entwickelt, das für Bauteile im Antriebsstrang eingesetzt werden kann und dort zu einer Gewichtsreduzierung von bis zu 26 Prozent führt.
Beitrag zur Transformation
- Weniger Fahrzeuggewicht ist nicht nur im Hinblick auf steigende Kraftstoffverbrauche, sondern auch mit Blick auf elektrisch betriebene Fahrzeuge mit ihren schweren Akkus, eine effektive Maßnahme für mehr Effizienz.
- Das schont Ressourcen und das Klima!
Einbindung Mittelstand
- 29 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, darunter 10 KMU
Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.
AIF-Forschungsvereinigung
Zelluloseverbundwerkstoffe im Automotivsektor
Problem
- Um bisherige faserverstärkte Kunststoffe aus erdölbasierten Glas- oder Carbon-Verbundwerkstoffen mehr und mehr zu ersetzen, werden derzeit Naturfaserstoffe mit petrochemischen Matrices in der automobilen Innenverkleidung eingesetzt.
- Bei diesen Systemen ist jedoch die Haftung an der Grenzfläche zwischen hydrophober Polymermatrix und hydrophiler Naturfaser sehr schwach.
Wirkung
- Entwicklung einkomponentiger Verbundwerkstoffe aus reiner Zellulose.
- Fasern und Matrixkomponenten bestehen aus Zellulose = hervorragende intrinsische Eigenschaften in Bezug auf die spezifische Festigkeit und Steifigkeit .
- Automotivsektor werden rezyklierbare, biobasierte Werkstoffe zur Verfügung gestellt.
Beitrag zur Transformation
- vollständige Recyclingfähigkeit der eingesetzten Werkstoffe.
- Forschungsergebnisse auch in andere Branchen transferierbar, z. B. Sport-, Freizeit- und Lifestyle-Produkte.
Einbindung Mittelstand
- 12 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, davon 5 KMU.
Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.
AIF-Forschungsvereinigung
Weiterführendes Video aus dem AIF-Netzwerk
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Mehr InformationenMaterial- und Energieeinsparungen
Leichtbau ist eine zukunftsträchtige Schlüsseltechnologie mit Relevanz für zahlreiche Branchen: In der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie der Bauwirtschaft bis hin zu Maschinenbau und Medizintechnik werden neue Materialien wie Verbundwerkstoffe, Aluminiumlegierungen oder innovative Kunststoffe entwickelt, die leicht, stark und langlebig sind.
Die Leichtbauforschung treibt branchenübergreifend Innovationen voran und Fortschritte im Leichtbau leisten einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen, indem sie Material- und Energieeinsparungen ermöglichen und somit Ressourcen schonen.
Die im branchenübergreifenden und technologieoffenen Industrienetzwerk der AIF organisierten Forschungsvereinigungen befassen sich insbesondere mit Fragestellungen des konstruktiven und materialspezifischen Leichtbaus.