Multifunktionale Karosseriestrukturen aus CFK ... · Multifunktionale Karosseriestrukturen aus CFK...

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  • Multifunktionale Karosseriestrukturen aus CFK – Leichtbaukonzepte in der ARENA2036 Institut für Fahrzeugkonzepte, DLR Stuttgart Dr. Alexandra Schumann, Sebastian Vohrer Carbon Composites – AG Engineering Augsburg, 3. Juli 2015

    > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de/FK • Folie 1

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 2

    DLR – Institut für Fahrzeugkonzepte Standort Stuttgart

    im STEP…

    …und in Berlin…

    … bald auf dem Forschungscampus ARENA2036

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 3

    ARENA2036

    PARTNERSCHAFT FÜR NEUE INNOVATIONEN Möglichkeiten der Partizipation an ARENA2036

    für Industrie und Wissenschaft

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 4

    ARENA2036 Forschungsfabrik Neubau eines Gebäudes in Stuttgart-Vaihingen

    Entstehung eines neuen Gebäudes auf dem Campus der Universität Stuttgart

    Schnelle Anbindung an die Autobahn und den ÖPNV sowie kurze Wege zur örtlichen Industrie und Wirtschaft

    Fertigstellung Ende 2016

    Büro-, Labor- und Produktionsflächen unter einem Dach

    Gesamte Projektfläche bis zu 8.000m² Bis zu 160 neue Arbeitsplätze Investitionsvolumen ca. 30 Mio. €

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 5

    ARENA2036

    PHASE 2 Ausweiten

    PHASE 4 Leuchten

    Wandlungsfähige Forschungsfabrik

    und Re-Manufacturing

    4 Projektphasen bis ins Jahr 2036: Dabei werden 3 Forschungsbereiche mit Projekten besetzt

    PHASE 1 Implementieren Startprojekte

    Produktion und Forschungsfabrik 3

    FVK-Leichtbau- Module durch

    Funktionsintegration

    Ganzheitlicher digitaler Prototyp im

    Großserienleichtbau

    Komplexe Module

    Multi-funktionale

    Module

    2013

    2018

    2023

    2036 Fahrzeug mit hochintegrierten Leichtbaumodulen am Markt

    Urbane Produktion: Die saubere,

    flexible Fabrik als Nachbar Phase 1: Fördermittel Bund: ca. 10 Mio. € Eigenanteil Industrie: ca. 30 Mio. € Phase 2: Beantragung in 2016

    Abgesicherter Programmrahmen des BMBF-Projektes im Forschungscampus über 15 Jahre ausgelegt

    Materialien und Konstruktion 1 Simulation und digitaler Prototyp 2

    Serienfähige Produktion

    Komplexe Module

    PHASE 3 Stabilisieren

    Multi-funktionale

    Module

    Lernfabrik 2028

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 6

    LeiFu – Leichtbau durch Funktionsintegration Projektziele und Bearbeitungsumfang

    Wirtschaftliche Ziele

    • Gewichtsreduktion und Kostensenkung

    [Bildquelle: Projektpartner Daimler]

    Wissenschaftliche und technische Arbeitsziele

    • Entwicklung integrierbarer Einzelfunktionen

    • Integration verschiedener Einzelfunktionen zu einem Gesamtmodul

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 7

    LeiFu – Leichtbau durch Funktionsintegration Anforderungen an einen automobilen Fahrzeugboden

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 8

    LeiFu – Leichtbau durch Funktionsintegration Moderner Fahrzeugunterboden aus der Serie

    [Bildquelle: DLR-FK GuK]

    Heute: Funktionstrennung

    • Separierung der Primärstruktur und funktionale Komponenten

  • > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum DLR.de • Folie 9

    Möglichkeiten der Funktionsintegration

    Auszug aus ARENA2036 Rahmenplan

    Möglichkeiten der Funktionsintegration in Faserverbundkunststoffe

  • > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum DLR.de • Folie 10

    Lösungsansätze – Textile Funktionsintegration Halbzeug- und Materialebene

    [1]

    Topologieoptimierung Lastpfadgerechte Faserverstärkungen (z. B. Open Read Weaving)

    [1] Projektpartner ITV Denkendorf

  • > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum DLR.de • Folie 11

    Lösungsansätze – Geometrische Integration

    [2] Projektpartner Daimler [2]

    Sandwichaufbau

    Lastgerechte Konstruktion

    Konzeptionelle Integration

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 12

    Lösungsansätze Konzeptvarianten

    Konzept 1 Sandwich (Maximalbauraum)

    Konzept 2 Monolithisch

    Hohes Integrationspotential Niedriges Integrationspotential

    Konzept 3 partieller (optimierter) Sandwich

    Mittleres Integrationspotential

  • > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum DLR.de • Folie 13

    Multidisziplinäre Konzeptentwicklung

    Fügetechnik und Montage

    Fertigungs-prozess

    Material und Preforming

    [1]

    Optimierung und FEM

    Funktions- integration

    [3]

    Mechanische Eigenschaften

    [4] [1] Projektpartner ITV Denkendorf [3] Paper ANTEC, Linda Klein, 2015 [4] Flechter IFB, Universität Stuttgart

  • > Carbon Composites • AG Engineering > Dr. Alexandra Schumann > 03.07.2015 DLR.de • Folie 14

    Vielen Dank! Dipl.-Ing. Sebastian Vohrer DLR Institut für Fahrzeugkonzepte Pfaffenwaldring 38-40 70569 Stuttgart Germany [email protected] www.DLR.de/fk 0711 6862-8022

    Dr.-Ing. Alexandra Schumann DLR Institut für Fahrzeugkonzepte Pfaffenwaldring 38-40 70569 Stuttgart Germany [email protected] www.DLR.de/fk 0711 6862-295

    Multifunktionale Karosseriestrukturen aus CFK�– Leichtbaukonzepte in der ARENA2036DLR – Institut für Fahrzeugkonzepte�Standort StuttgartARENA2036ARENA2036 Forschungsfabrik�Neubau eines Gebäudes in Stuttgart-Vaihingen�ARENA2036LeiFu – Leichtbau durch Funktionsintegration�Projektziele und BearbeitungsumfangLeiFu – Leichtbau durch Funktionsintegration�Anforderungen an einen automobilen Fahrzeugboden LeiFu – Leichtbau durch Funktionsintegration�Moderner Fahrzeugunterboden aus der SerieMöglichkeiten der Funktionsintegration Lösungsansätze – Textile Funktionsintegration�Halbzeug- und MaterialebeneLösungsansätze – Geometrische IntegrationLösungsansätze KonzeptvariantenMultidisziplinäre Konzeptentwicklung�Foliennummer 14