Betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau

Wir sind Ihr Entwicklungspartner!
 

Wir entwickeln für Sie individuelle Strukturkomponenten aus Faser-Kunststoff-Verbunden mit integrierten Funktionen.

Dabei bieten wir Ihnen die gesamte Prozesskette vom Konzept über die Konstruktion und numerische Auslegung bis hin zum Prototypenbau und der Lebensdauerprüfung.

Konstruktion und prototypische Fertigung von FKV-Bauteilen

 

Ein noch leichteres, steiferes oder stabileres Bauteil – geht das?
Wir entwickeln für Sie Bauteile aus Faserverbund!

Was ist bei der Neuentwicklung von FKV-Bauteilen zu beachten?
Wir bieten fachliche und methodische Unterstützung in der Produktentwicklung!

Wollen Sie bestehende metallische Strukturkomponenten in Faserverbundbauweise ausführen?
Wir konstruieren Ihr Faserverbundbauteil betriebssicher hinsichtlich Geometrie, Werkstoff und Fertigungsverfahren!

Lassen sich Bauteile noch realitätsnäher simulieren?
Wir entwickeln für Sie individuelle Prüfstände zur Validierung Ihrer Simulation!

 

Ansprechpartner: Jens-David Wacker
Jens-David.Wacker @lbf.fraunhofer.de | Telefon +49 6151 705-8356

Numerische Betriebsfestigkeitsbewertung Kunststoffe

 

Wird das konstruierte Bauteil die geforderte Lebensdauer
erreichen?
Wir entwickeln Methoden zur numerischen Abschätzung der Lebensdauer!

Welchen Einfluss hat der Fertigungsprozess auf Steifigkeit, Festigkeit und Lebensdauer?
Wir berücksichtigen den Fertigungsprozess mittels numerischer Methoden und ermöglichen so die Optimierung!

Wie verändern sich die Bauteileigenschaften während des Betriebs?
Durch Kombination experimenteller und numerischer Verfahren berücksichtigen wir die Bauteilveränderung!

 

Ansprechpartner: Dominik Laveuve
dominik.laveuve@lbf.fraunhofer.de  | Telefon +49 6151 705-492

Experimentelle Betriebsfestigkeitsbewertung Kunststoffe

 

Welche Langzeiteigenschaften besitzen Ihre verwendeten Kunststoffe unter realen Einsatzbedingungen?
Wir ermitteln die Schwingfestigkeitskennwerte Ihrer Werkstoffe in unterschiedlichsten Medienumgebungen und unter verschiedensten klimatischen Einflüssen!

Welche Auswirkungen haben der Herstellungsprozess und die Geometrie auf die Festigkeit?
Wir bestimmen für Sie den Einfluss der lokalen Anisotropie und Kerben auf die Schwingfestigkeitskennwerte!

Wann entstehen Anrisse oder Delamination und wie breiten sich diese in Ihren Bauteilen  aus?
Wir analysieren die Entstehung und Ausbreitung von Riss- und Delaminationsvorgängen!

 

Ansprechpartner:
Dominik Spancken
dominik.spancken@lbf.fraunhofer.de  | Telefon +49 6151 705-412

Julia Decker
julia.decker@lbf.fraunhofer.de  | Telefon +49 6151 705-491

Abteilung Betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau

In der Abteilung Betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau werden Komponenten und Systeme aus faserverstärkten und unverstärkten Kunststoffen in der Ganzheitlichkeit von Werkstoff, Konstruktion, Fertigung und Einsatz ausgelegt, prototypisch gebaut und/oder bewertet.
Dieses umfasst die Untersuchung und Optimierung der Eigenschaften und Lebensdauer unter besonderer Berücksichtigung der realen, einsatzspezifischen Betriebsbeanspruchungen und Umgebungsbedingungen. Darüber hinaus unterstützen wir bei der Entwicklung und Optimierung von „Leichtbau-“systemen mit und ohne Integration.

Branchen & Märkte

  • Fahrzeughersteller (OEM, Zulieferer, …)
  • Verschiedenste Komponentenhersteller
  • Materialhersteller (Kunststoffe)
  • Windkraft

Ansprechpartner zu folgenden Arbeitsthemen & -gruppen

Anfragen können in der Abteilung ganzheitlich abgedeckt werden. Wir unterstützen gerne bei der Produktentwicklung.

Experimentelle Betriebsfestigkeitsbewertung Kunststoffe

Contact Press / Media

M.Eng. Julia Decker

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit
Bartningstr. 47
64289 Darmstadt

Telefon +49 6151 705-491

Ausgesuchte Projektbeispiele:

 

Ice Protection mit strukturiertem Nanomaterial

Das Fraunhofer LBF hat im Jahr 2012 ein neuartiges Ice- Protection-System für Flugzeuge basierend auf Carbon Nano Tubes (CNT) entwicklelt, gebaut und getestet. Die Tests wurden in einem Klimawindkanal bei Temperaturen bis zu -18° C durchgeführt. Insgesamt drei Tragflächen- Vorderkantensegmente wurden dabei untersucht. Zwei enthielten das nichtmetallische Heizsystem in mehreren Heizzonen in verschiedenen Konfigurationen, und ein Segment diente als Referenz ohne ein Heizsystem. Die Tests waren der Höhepunkt mehrerer Jahre von Entwicklung und Verbesserung und basierten u. a. auf der Simulation der thermischen, elektrischen und aerodynamischen Rahmenbedingungen. Die Erprobung im Windkanal zeigte eine vielversprechende Leistung sowohl im De-Icing-Modus (ausgehend von einem künstlich vereisten Flügel) als auch im Anti-Icing-Modus (Verhinderung von Eisablagerung beim simulierten Flug durch Wolken bei niedrigen Temperaturen).
 

Faserverbundrad mit integriertem Elektromotor

Durch ein geringeres Fahrzeuggewicht wird bei vergleichbaren Fahrleistungen eine geringere Antriebsleistung erforderlich. Es entstehen geringere Schadstoffemissionen. Leichtbau stellt demnach eine Schlüsseltechnologie in der Automobilentwicklung dar. Darüber hinaus macht das hohe Batteriegewicht bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen Leichtbaubestrebungen letztlich unumgänglich.
 

Leichtbaupotenziale besser ausnutzen: Innendruckprüfkörper MultiTester

Von der Spritzgußsimulation bis hin zur Bauteilprüfung: Die Abteilung betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau hat einen neuartigen Innendruckprüfkörper den „MultiTester“ entwickelt. Mit dem MultiTester kann die gesamte Prozesskette untersucht werden. Beginnend von der rheologischen Balancierung eines Bauteils über den Spritzgussprozess bis hin zur Materialcharakterisierung und Bauteilprüfung. Um betriebsfesten und funktionsintegrierten Leichtbau zu betreiben ist die Kenntnis von systembeeinflussenden Größen auf die Festigkeit und Zuverlässigkeit unabdingbar.
 

Kosteneffiziente Sicherheit im Flugzeugbau

Innovativere Produkte mit erhöhter Dauerfestigkeit und Sicherheit: Sicherheit bedeutet nicht nur ein schadensfreies Betriebsleben sondern auch die zuverlässige Früherkennung von Schäden. Dies soll u. a. zu einer Reduktion der Wartungskosten führen. Das Fraunhofer LBF arbeitet an neue Technologien und Konzepten für sicherere Produkte . Neben den klassischen Wöhler- und Gassner-Linien, die seit Jahrzehnten als Kernelemente für Material- und Bauteilcharakterisierung gelten, entwickelt das Institut neue Konzepte und Strategien, die operativen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanfragen entgegen kommen.

Fraunhofer-Allianz Leichtbau

In der Fraunhofer-Allianz Leichtbau werden die Erfahrungen und das Know-How von 18 Fraunhofer-Instituten gebündelt. Kundenspezifische Erwartungen werden unter Berücksichtigung sozialer, ökonomischer und ökologischer Konsequenzen umgesetzt, Lösungen werden aus einer Hand angeboten.