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Felgen mit Korsett

Forschungsprojekt: Faserverstärkte Kunststoffe für Leichtbauräder
Felgen mit Korsett

Sind Leichtbaumaterialien für höchstbeanspruchte und sicherheitsrelevante Bauteile wie Autofelgen geeignet? Tests und Berechnungen zeigen: Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen. Je nach Länge der Verstärkungsfasern werden Faserkunststoffverbünde in kurz-, lang- und endlosfaserverstärkte Kunststoffe unterschieden. Welches Ausgangsmaterial und welches Fertigungsverfahren das jeweils beste ist, hängt von den Leistungsanforderungen, der Bauteilgeometrie, der zu fertigenden Stückzahl und den Kosten ab. In der Automobilbranche kommt vor allem die Kurzfaservariante zum Einsatz. Sie ist sehr kostengünstig und lässt sich in hohen Stückzahlen in Massenfertigung herstellen. Daraus werden Funktionsbauteile wie Kraftstoffverteiler im Motorraum gefertigt. Im Flugzeugbau hingegen setzen die Ingenieure auf endlosfaserverstärkte Kunststoffe. Ihre Stärke: extreme Leistungsfähigkeit des Materials in höchstbeanspruchten Bauteilen.
Eignen sich Leichtbaumaterialien für höchstbeanspruchte und sicherheitsrelevante Bauteile wie Autofelgen? Tests und Berechnungen zeigen: Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen.

Um die Grundlagen für die Fertigung leichter und dennoch sicherer und zuverlässiger Bauteile zu legen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF das Projekt „Hochfeste Kunststoffstrukturen“ gestartet. „Ziel war es, sowohl die Voraussetzungen als auch die Werkzeuge für eine betriebssichere Auslegung von extrem leichten Sicherheitsbauteilen aus SMC-Material (Sheet Moulding Compound) für die nachhaltige Nutzung in mittleren bis großen Stückzahlen zu ermöglichen“, erläutert Projektleiter Professor Büter. „Richtig verarbeitet, sind faserverstärkte Kunststoffe sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen“, betonte Büter beim Abschluss des Projekts.
Die Forscher würden gerne zusammen mit der Industrie ein einsatzfähiges Rad kreieren, das auf dem entwickelten Prototypen basiert und hohen Belastungen standhält. Es soll über eine lokale Endlosfaserverstärkung verfügen. „Das wäre dann so etwas wie ein stützendes Korsett für die Felge“, beschreibt der Projektleiter die Visionen der Forscher.
Fraunhofer LBF; Telefon: 06151 705-277 www.lbf.fraunhofer.de
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