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Lightweight Construction

Energiekosten, 3D-Druck und Bionik treiben den Leichtbau

Leichtbaulösungen sparen nicht nur Material und Gewicht, sondern dadurch auch Antriebsenergie und Kosten. Unterm Strich ergibt das eine bessere CO₂-Bilanz und ganz neue Ideen.

07.11.2017
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Energiekosten, 3D-Druck und Bionik treiben den Leichtbau an (Foto: ThyssenKrupp AG)

Lightweight Construction ist in den vergangenen Jahren zu einer holistischen Symbiose unterschiedlicher Methoden geworden, bei der Konstrukteure gefordert sind, neben Funktion, Fertigung und Konzept möglichst auch den Produktlebenszyklus in ihre Überlegungen einzubeziehen. Der Markt für neue Materialien und Herstellungsverfahren ist beträchtlich: Der aktuelle Allied Market Research Report zum Thema Metal Replacement erwartet bis 2022 ein Volumenwachstum auf fast 167.000 Millionen US-Dollar. Allein der Automobilbau wird daran mit etwa einem Viertel beteiligt sein. Im Rahmen seines Projekt InCar plus hat beispielsweise ThyssenKrupp einen modularen Baukasten für Leichtbaulösungen aus Stahl entwickelt, der neben Funktionalität und Wirtschaftlichkeit auch CO₂-Reduzierung und Sicherheit berücksichtigt.

Weitere Leichtbautreiber sind die Möglichkeiten additiver Verfahren und die Bionik. Im 3D-Druck können selbst die kompliziertesten Formen gleichzeitig stabil, schnell und mit einem Minimum an Materialaufwand gefertigt werden – auch in Losgröße 1: Für ein Elektrofahrzeug des deutsch-amerikanischen Studententeams Global Formula Racing hat etwa EOS einen komplexen Batteriebehälter im Kunststoff-Lasersinter-Verfahren geschaffen, der Kabelschächte und Kühlsystem bereits integriert und damit 40 % Gewicht spart. Das Vorbild der Natur wiederum hat man als ein großes Reservoir an Leichtbaulösungen erkannt, etwa in Waben- oder Gitterstrukturen . Sachs Engineering arbeitet bei der Topologieoptimierung zum Beispiel systematisch nach Bionik-Prinzipien, und Festo hat seine ultraleichten eMotionButterflies gleich mit digitaler Schwarmintelligenz ausgestattet. Auf der Hannover Messe 2018 wird Leichtbau unter anderem ein Schwerpunkt der Industrial Supply sein.

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