Auditorium beim Forel-Kolloquium in Dresden. (Bildquelle: ILK, TU Dresden)

Auditorium beim Forel-Kolloquium in Dresden. (Bildquelle: ILK, TU Dresden)

Sich leichtbauspezifischen Herausforderungen für zukünftige Fahrzeuggenerationen zu stellen, war der Gründungdgedanke von Forel. Dass aus dieser offenen und unabhängigne Plattform innerhalb von fünf Jahren ein nationales agierendes Netzwerk mit über 100 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft wird, war nicht zu erwarten. Universitäre Forschungsstandorte und innovationsstarke Unternehmen arbeiten zusammen.

Gemeinsam und projektübergreifend sollen Antworten auf drängende Fragen zu nachhaltigen Leichtbautechnologien und -systeme erarbeitet werden. Dabei stehen die ganzheitliche Betrachtung der Prozessketten und die Integration aller relevanten Akteure entlang der Wertschöpfungskette, vom  Materialhersteller über Werkzeugbauer, Technologieentwickler sowie Anlagenbauer, Zulieferer bis hin zum OEM und Recycler, im Mittelpunkt einer intensiven Zusammenarbeit.

Forel als Plattform für Forschungsergebnisse

„Ein wichtiger Schwerpunkt der Forel-Projekte ist die Entwicklung hybrider Bauweisen und zugehöriger Technologien“, erklärt der Sprecher des Forel-Koordinationsprojektes Prof. Maik Gude vom Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden. „Dabei geht es neben dem grundsätzlichen Bestreben, die Masse der Fahrzeuge zu reduzieren, vor allem um die Verwendung ressourcenschonender Werkstoffe und Werkstoffkombinationen sowie um die Entwicklung ressourceneffizienter Fertigungsprozesse für hybride Strukturbauteile.“

Im Verbundvorhaben Thixom wurde in einer Thixomoulding-Laboranlage ein Verfahren zur Herstellung großflächiger verstärkter Magnesium/Thermoplast-Tragstrukturen entwickelt. Dazu wurden die metallischen Strukturkomponenten aus partikel- und/oder faserverstärktem Magnesium im Thixomoulding-Prozess erzeugt und zusätzliche funktionelle Strukturkomponenten mit Thermoplast angespritzt.

Im Zeichen der Entwicklung einer intelligenten Qualitätssicherung und damit der Steigerung des Technologiereifegrades bei neuen Hybridtechnologien stand das Projekt Q-Pro. Das Team erarbeitete einen großserienfähigen und qualitätsgesicherten Fertigungsprozesses für eine Multi-Material-Leichtbautechnik. Durch die Verbindung von hochfestem Stahl, endlosfaserverstärktem Thermoplast (Organoblech) und langfaserverstärkter Thermoplast-Pressmasse (LFT) entstehen höchstbelastbare intrinsischer Metall-FKV-Verbunde in 3D-Hybrid-Bauweise.

Recycelte Kohlenstofffasern

ReLei technology demonstrator with recycled carbon fibres

Der Relei Demonstrator aus recycelten Kohlestofffasern wurde auf dem Forel-Kolloquium vorgestellt (Bildquelle: ILK, TU Dresden)

Das Team des Projekts Ressourceneffizienz über den gesamten Lebenszyklus von Leichtbau-Strukturkomponenten (Relei) war 2015 vom BMBF als Leuchtturmprojekt ausgezeichnet worden. Die Wissenschaftler entwickelten ein Recyclingverfahren für kohlenstofffaserverstäkte Kunststoffe sowie einen effizienten und integrativen Fertigungsprozess für faserverstärkte Sandwichbauteile. Ziel war das stoffliche Wiederverwerten der recycelten Kohlenstofffasern. Der Demonstrator ist zu 80 Prozent aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff-Rezyklat gefertigt.

Digitalisierung im Fokus von Forel

Zukünftig strebt Forel eine durchgängige Digitalisierung der Prozessketten an, wie Professor Gude unterstreicht. „Wir wollen beginnend bei der virtuellen Werkstoffentwicklung über die verbesserte Verknüpfung von Prozesssimulationsmethoden bis zum vollständig digitalen Produkt und Prozess und deren Bewertung gelangen. Als Grundlage dafür stehen die bisher entwickelten Prozessketten zur Verfügung, die in ein entsprechendes Prozessnetzwerk überführt werden sollen. Die Bewertung der Technologien umfasst dabei sowohl die technische Performance als auch die Wirtschaftlichkeit, die Technologiereife sowie den Ressourcenverbrauch und erfordert auch zukünftig die Einbindung vieler interdisziplinärer Kompetenzen“, erklärt der Leiter des Koordinationsprojektes abschließend. (sf)