Lightweight Engineering
Mit Trends im Leichtbau unbeschwert in die Zukunft. Wie lassen sich Strukturen und Werkstoffe verarbeiten, die das Gewicht des Endprodukts minimieren – ohne dass Stabilität und Zuverlässigkeit leiden? Allein an Material und Energie zu sparen, reicht nicht. Mittelständische Unternehmen und Weltkonzerne müssen neue Trends im Leichtbau frühzeitig aufgreifen, um nachhaltige Wettbewerbsvorteile zu erringen.
Mit Trends im Leichtbau unbeschwert in die Zukunft
Wie lassen sich Strukturen und Werkstoffe verarbeiten, die das Gewicht des Endprodukts minimieren – ohne dass Stabilität und Zuverlässigkeit leiden? Allein an Material und Energie zu sparen, reicht nicht. Mittelständische Unternehmen und Weltkonzerne müssen neue Trends im Leichtbau frühzeitig aufgreifen, um nachhaltige Wettbewerbsvorteile zu erringen.
Verstärkung gesucht – und gefunden
Im Fokus steht derzeit der Leichtbau durch Endlosfaserverstärkung. Konkret geht es um den Aufbau einer mechanisch optimal ausgelegten Struktur mithilfe gerichteter Fasern. So nutzt BMW bei der Karosseriefertigung seiner i-Reihe carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Bei der Produktion von Frontends, Sitzen, Pedalen und Trägern zeigen sich die beeindruckenden Potenziale thermoplastischer Systeme, etwa umgeformter Organobleche – Gewicht wird eingespart, Stabilität sichergestellt.
Hybrider Leichtbau auf dem Vormarsch
Im hybriden Leichtbau kommt es auf den optimalen Materialmix an. Durch die belastungsgerechte Kombination von Werkstoffen wie Aluminium, Stahl, Magnesium oder CFK werden teure monolithische Werkstoffe ersetzt. Baukomponenten sind entsprechend steifer, zäher, fester oder schwingen besser. Neben Flugzeug- und Automobilherstellern setzt etwa die Engel Austria GmbH, Produzent von Spritzgießmaschinen, auf hybriden Leichtbau. An deren Technologie-Zentrum entstand kürzlich ein Bauteil für einen neuen Pick-and-Place-Roboter. Durch eine Mischbauweise aus Aluminiumguss und thermoplastischen Carbonfaser-Kunststoff-Tapes konnte das Gewicht des Schwenkarms um 40 Prozent gesenkt werden. Zudem benötigt der Roboter weniger elektrische Energie zum Halten und beschleunigt um 20 Prozent schneller.
Additive Fertigung wird zum Standard
Der 3D-Druck revolutionierte den Leichtbau binnen weniger Jahre. Ermöglicht wird der Aufbau beliebiger dreidimensionaler Konstruktionen in einem Arbeitsschritt – ohne Werkzeug. Komplexe Strukturen, innenliegende Funktionselemente und Hinterschneidungen inklusive. Das Gewicht des „gedruckten“ Bauteils ist im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bis zu 50 Prozent geringer.
Bionik: Antworten aus der Natur
Eine spannende Inspiration für den Leichtbau verkörpert die Bionik, die sich mit der Übertragung von Phänomenen der Natur auf die Technik befasst. Sie hat ihren Ursprung in der Erkenntnis, dass Lebensformen wie Bäume, Fische oder Vögel perfekt auf ihre äußeren Bedingungen abgestimmt sind. Mehrfach in der Tierwelt bedient hat sich der Sitzhersteller Recaro. Um einen besonders praktikablen Sitz für Elektroautos zu entwickeln, ahmten die Ingenieure die Gestalt von Reptilienpanzern nach. Das Ergebnis: eine platzsparende und stabile Form. Zudem machen kiemenartige Öffnungen den Sitz atmungsaktiv.
Konventionelle Leichtbaustrategien stoßen an ihre Grenzen – innovative Ansätze sind gefragt. Neue Lösungen und Ideen erhalten Besucher im Ausstellungsbereich Lightweight Engineering
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