Forschung
Zahnkranz - © IFUM, Hannover
27.12.2019

Innovatives Leichtbaukonzept im Fahrzeugbau für weniger Emissionen

Innovatives Leichtbaukonzept im Fahrzeugbau für weniger Emissionen

Autos sollen sicherer, komfortabler und leistungsfähiger werden. Mit diesen Ansprüchen steigen auch die Fahrzeuggewichte und der damit verbundene Kraftstoffverbrauch stetig an. Weniger Fahrzeuggewicht ist nicht nur im Hinblick auf steigende Kraftstoffverbrauche, sondern auch mit Blick auf die elektrisch betriebenen Fahrzeuge mit ihren schweren Akkus, eine effektive Maßnahme für mehr Effizienz. Bislang wird der Leichtbau vorwiegend im Karosseriebau umgesetzt. Im Bereich des Antriebsstranges kam es zu keiner vergleichbaren Gewichtseinsparung. Insbesondere Leichtbauideen, die mit einer Veränderung der Werkstoffe einhergehen, haben Konsequenzen für die Konstruktion und Fertigung. Dieser erhöhte Aufwand in der gesamten Prozesskette hielt die Konstrukteure bislang von der Umsetzung der Leichtbauansätze im Antriebsstrang ab.

Eine Lösung für das Problem haben jetzt drei Wissenschaftler im Rahmen eines vom AiF-Mitglied Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. – FOSTA koordinierten Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) gefunden: Wirtschaftsingenieur M. Sc. Clemens Neipp von der RWTH Aachen University, Dr. Holger Surm vom Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT Bremen und Maschinenbauingenieur M. Sc. Christian Weber von der Technischen Universität (TU) München haben ein neues Werkstoffkonzept entwickelt, das für Bauteile im Antriebsstrang eingesetzt werden kann und dort zu einer Gewichtsreduzierung von bis zu 26 Prozent führt.

Die Entwicklung birgt aber noch mehr Potenzial: Neben der so genannten primären Gewichtsreduktion ist zusätzlich das Potenzial für eine sekundäre Gewichtsreduktion vorhanden, denn das neue Werkstoffkonzept eignet sich auch für weitere Komponenten im Antriebsstrang. Das Projekt war im November 2019 unter den letzten drei Finalisten bei der Wahl zum Otto von Guericke-Preis der AiF.

Geschmiedeter Zahnkranz - © IFUM, Hannover
Geschmiedeter Zahnkranz © IFUM, Hannover
Leichtbaupotenzial erkannt

„Studien zeigen, dass mehr als dreiviertel der Bauteile des Antriebsstrangs ein deutliches Leichtbaupotenzial besitzen. Mithilfe unseres neuen Werkstoffkonzeptes konnten wir dieses hohe Leichtbaupotenzial an einem konkreten Beispiel aufzeigen“, freut sich Surm. Neipp beschreibt das Vorgehen der Wissenschaftler: „Bei der Werkstoffentwicklung haben wir auf existierende Einsatz- und Vergütungsstähle aufgebaut, denn diese sind bereits in der Industrie bekannt. Das erleichtert den Firmen den Transfer der Ergebnisse in ihre industriellen Produktionsketten.“

Die Forscher haben die Stähle hinsichtlich ihrer Legierungszusammensetzung und ihrer thermochemischen Wärmebehandlung zielgerichtet verändert, erklärt Teammitglied Weber und betont, dass „der veränderte Einsatzstahl schon während der Projektphase ohne Modifikationen an den bestehenden Anlagen industriell hergestellt werden konnte.“

Neue Marktpotenziale durch die IGF

Für Dr. Winfried Gräfen von der Hannoveraner Hanomag Lohnhärterei liegt klar auf der Hand, wie wichtig die IGF für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) ist: „Die Projektergebnisse eröffnen uns ganz neue Markt- und Kundenpoteniziale. Als mittelständisches Unternehmen hätten wir uns derartige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ohne die Mitarbeit in der IGF weder personell noch finanziell leisten können“, fährt Gräfen fort; das Projekt zeige sehr anschaulich, „wie wichtig die IGF für KMU ist“. Die Hanomag Lohnhärterei war als Industriepartner im Projektbegleitenden Ausschuss an dem Projekt beteiligt.

Rainer Salomon, Geschäftsführer der FOSTA, stellt fest, dass die Ergebnisse des IGF-Projekts weit über die Entwicklung eines optimierten Einsatzstahles hinausgehen. „In Verbindung mit dem Innovationsnetzwerk Massiver Leichtbau konnten wir sehr gute Ansatzpunkte finden, um Innovationshemmnisse zu überwinden. Für mich ist dieses Projekt ein herausragendes Beispiel für anwendungsorientierte Forschung im vorwettbewerblichen Bereich für KMU“, so der Ingenieur.

Einen vierminütigen Film zum Projekt finden Sie hier.

Ansprechpartner zum Projekt:

Dr. Holger Surm, Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT Bremen,
Telefon: +49 421 218 - 51400
 
Rainer Salomon, Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. – FOSTA,
Telefon: +49 211 6707-856
 
(Quelle: Presseinformation der AiF – Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.)

Schlagworte

FahrzeugbauLeichtbauStahlWerkstoffe

Verwandte Artikel

Im Design Café der KPA in Leipzig/Schkeuditz präsentieren zehn Designer ausgewählte Projekte – darunter auch diese Kollektion „FETZEN“ aus recycelten Schuhen von Carla Wirths – sowie Produktideen und Konzepte, die sie mit den Besuchern diskutieren möchten.
31.08.2026

KPA Leipzig 2026: Design-Café verbindet Kunststofftechnik und Produktdesign

Die KPA – Kunststoff Produkte Aktuell findet am 16. und 17. September 2026 erstmals in Leipzig/Schkeuditz statt. Ergänzt wird die Fachmesse durch ein Design-Café, das den...

Automobilindustrie Biotechnologie Fachmesse Kreislaufwirtschaft Kunststoff Kunststoffverarbeitung Leichtbau Materialforschung Medizintechnik Werkstoffauswahl
Mehr erfahren
26.08.2026

Recycling von Aluminiumschaum: Späne und Altteile als Rohstoff

Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU untersucht neue Recyclingverfahren für Aluminiumschaum. Produktionsreste, Aluminiumspäne und ausgedien...

Emissionen Fahrzeugbau Fraunhofer Fraunhofer IWU Leichtbau Maschinenbau Materialkreislauf Pulver Schienenfahrzeugbau Schneiden TIG TWI Umformtechnik Werkzeugmaschinen
Mehr erfahren
EvoWeld Generation 2 - die flexible Lösung. Auch geeignet für das Evo2Step-Verfahren, mit dem absorbierende Kunststoffe gefügt werden können.
23.08.2026

Laser-Kunststoffschweißen auf der Fakuma 2026

Evosys Laser zeigt auf der Fakuma Anlagen und Verfahren für das Laser-Kunststoffschweißen. Das Unternehmen stellt vom 12. bis 16. Oktober 2026 in Friedrichshafen in Halle...

FAKUMA Kunststoff Kunststoffschweißen Kunststoffverarbeitung Prozessparameter Schweißen Werkstoffe
Mehr erfahren
21.08.2026

3M auf der InnoTrans 2026

Die Bahnindustrie befindet sich im Wandel. Hersteller und Betreiber stehen zunehmend unter Druck, ihre Flotten zu modernisieren, die Zuverlässigkeit zu verbessern, Lebens...

Bahnanwendungen Bahnindustrie Fertigung Lebenszyklusanalyse Leichtbau Modernisierung Nachhaltigkeit Oberflächenschutz Produktion Schienen Schienenfahrzeugbau Schieneverkehr Thermomanagement Verkehrsnetz Wartung
Mehr erfahren
11.08.2026

Aluminiumkennzeichnung für rückverfolgbare Produktionsprozesse

REA Elektronik zeigt auf der Aluminium 2026 Systeme zur industriellen Kennzeichnung und Codeprüfung. Im Mittelpunkt stehen Lösungen für Profile, Barren, Bleche, Coils und...

Aluminiumbau Aluminiumbauteile Aluminiumprofile Aluminiumverarbeitung Automatisierung Automobilindustrie Faserlaser Halbzeuge Laser PPE Produktionsprozess Werkstoffe
Mehr erfahren