Als Kompetenznetzwerk für Leichtbautechnologien führt der LC Unternehmen und Forschungsinstitutionen verschiedener Branchen zusammen, um die Leichtbautechnologien zu fördern. Herr Prof. Dr. Otto Huber, Inhaber der Stiftungsprofessur für Leichtbau, ist der wissenschaftliche Leiter des Netzwerks, Herr Dipl.-Ing. Martin Hüttinger ist Projektleiter verantwortlich für Kooperationen im Bereich der Leichtbautechnologien. Die kaufmännische Leitung sowie die Zusammenführung der Aktivitäten im Leichtbau-Cluster obliegt Herrn Dipl.-Kfm. Marc Bicker. Träger des HTO-Projektes ist die Fachhochschule Landshut. Als Forum für Wissens- und Technologietransfer kommt dabei dem Landshuter Leichtbaukolloquium eine herausragende Stellung innerhalb des Kompetenznetzwerkes zu.
Insbesondere die Cluster-Partner, es haben sich bislang mehr als 80 Unternehmen und Institutionen seit der Auftaktveranstaltung im Januar 2002 zusammengeschlossen, nutzten das Leichtbaukolloquium, um ihre Leichtbaustrategien und -lösungen einem Fachpublikum vorzustellen und zu diskutieren. In den Plenarvorträgen referierten Experten aus Politik, Wissenschaft und Praxis über die Bedeutung von Netzwerken sowie den Leichtbau in den Gebieten Luftfahrt-, Automobiltechnik, Maschinenbau und in der Natur. Dabei wurden die Bedeutung des Leichtbaus sowie Entwicklungen und Trends in den Leichtbautechnologien aus dem Blickwinkel der unterschiedlichen Branchen aufgezeigt.
Stark wachsende Bedeutung des Leichtbaus
Thomas Fischer, Geschäftsführer der Firma Fischer und Entwicklungen, Landshut, sprach über „Marktvorteil durch Leichtbau in der Luftfahrt – Leichter als der Stand der Technik“. Herr Fischer zeigte anhand von ausgesuchten Beispielen, wie die konsequente Umsetzung von Leichtbaustrategien zu leichteren Produkten führt und dadurch Marktvorteile generiert werden können. So führte beispielsweise die Anwendung der vorgestellten einfachen Leichtbauregeln im Falle des von F+E entwickelten Pilotensitzes FAR 25 zu einem Gewichtsvorteil von 20% gegenüber den Mitbewerbern. Über „Wege und Methoden bei der Entwicklung von Leichtbaukonzepten für die Karosserie“ referierte Prof. Dr.-Ing. Henning Wallentowitz, Leiter des Instituts für Kraftfahrwesen an der RWTH Aachen. Auch Herr Prof. Dr. Norbert Heißing von der Technischen Universität München stellte in seinem Vortrag „Leichtbau im PKW – Wie gewichtig ist unsere Mobilität“ die Anforderungen des automobilen Leichtbaus dar.
Dass auch in der Robotertechnik dem Leichtbau eine sehr starke Bedeutung zugeschrieben wird, veranschaulichte Herr Dipl.-Ing. Norbert Sporer vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen. Im Rahmen seines Vortrages „Leichter durch Mechatronik – Der DLR-Leichtbauroboter“ stellte Herr Sporer den Leichtbauroboter der dritten Generation LWR III und die Möglichkeiten seiner 7-Achs-Kinematik vor. Das Traglast-Eigengewichtsverhältnis liegt mittlerweile bei 1:1. Den thematischen Schwerpunkt seiner Ausführungen bildeten dabei Aufbau und Wirkungsweise der Gelenke mit deren Kernstück ROBODRIVE, einer DLR–Entwicklung. Den Abschluss der Plenarvorträge bildete Herr Prof. Dr. Werner Nachtigall von der Universität Saarbrücken mit seinem Vortrag aus der Bionik über den „Leichtbau in der Natur“ mögliche Problemlösungsansätze der Natur in Umsetzung in Wissenschaft und Technik vor.
Vielfältige weitere Themen rund um den Leichtbau vorgestellt
In drei parallelen Vortragsreihen, Leichtbauwerkstoffe, Leichtbaukonstruktion sowie Fertigungstechnologien wurden aktuelle Entwicklungen aus diesen Kernbereichen des Leichtbaus vorgestellt. In der Themenreihe Leichtbauwerkstoffe standen die zellularen Werkstoffe im Vordergrund. So wurde neben der Herstellung der zellularen Werkstoffe auch die Charakterisierung dieser neuen Materialien behandelt. In diesem Zusammenhang sind aufgrund der grundlegenden Bedeutung die Vorträge des Lehrstuhls für Technische Mechanik der Universität Erlangen-Nürnberg zu nennen.
Dabei wurde von Dr. Winter anhand der Traglastabschätzung am elastisch-plastischen Sandwichbalken mit zellularer Kernschicht aufgezeigt, dass der Einsatz von zellularen Werkstoffen nur unter bestimmten Voraussetzungen Vorteile bezüglich Steifigkeit und Festigkeit mit sich bringt. Darüber hinaus wurde vom Lehrstuhl ein neuer Ansatz für ein elastisch-plastisches Stoffgesetz zur Charakterisierung zellularer Werkstoffe vorgestellt, welches das prinzipielle nichtlineare Verhalten der zellularen Werkstoffe berücksichtigt.
Von Herrn Dipl.-Ing. Hubert Klaus vom Kompetenzzentrum für Leichtbau der FH Landshut wurden Untersuchungen über das Materialverhalten des zellularen Verbundwerkstoffes „Mineralschaumgranulate in Polyamidmatrix“ vorgestellt. Betrachtet wurde der elastische Bereich des Materials. Dabei wurde besonders auf das veränderte Werkstoffverhalten unter Belastung gegenüber herkömmlichen zellularen Werkstoffen eingegangen, das aus den Mineralschaumgranulaten resultiert. Der Vorteil dieses neuen Verbundwerkstoffs gegenüber Aluminiumschäumen liegt vor allem in seinem äußerst geringen Preis. Herr Klaus ist einer der ersten Absolventen des Studienschwerpunktes Leichtbau an der Fachhochschule Landshut.
Neben den zellularen Werkstoffen wurden auch verbesserte Werkstoffe vorgestellt. So zeigt Dr. Kreuzer vom Wehrwissenschaftlichen Institut für Werk-, Explosiv- und Betriebsstoffe, Erding, wie durch die beschleunigte Abkühlung einer Magnesiumschmelze durch sprühkompaktieren die Werkstoffeigenschaften verbessert werden können. Allein durch diese veränderte Herstellung ist es möglich die Duktilität und Festigkeit von herkömmlichen Magnesiumlegierungen wesentlich zu erhöhen.
Leichtbaukonstruktion – Topologie- und Strukturoptimierung
In der Reihe Leichtbaukonstruktion standen Themen aus dem Stoff-, Form- und Verbundleichtbau sowie die Nutzung der Möglichkeiten der Mechatronik für den Konzeptleichtbau zur Diskussion. Einen Schwerpunkt stellten dabei die Methoden und Werkzeuge der rechnergestützten Strukturoptimierung in verschiedenen Phasen der Produktentwicklung dar. Besonders auf dem Gebiet der Topologieoptimierung von Gussteilen konkurrieren inzwischen verschiedene kommerzielle Softwareprogramme untereinander, aber auch mit Eigenentwicklungen der Anwender von FEM-Programmen.
So stellte Dr. Lothar Harzheim von der Adam Opel AG in Rüsselsheim die Möglichkeiten und erzielbaren Ergebnisse der Eigenentwicklung TopShape anhand von ausgewählten Optimierungsbeispielen vor. Eine Besonderheit des Programms ist die Berücksichtigung von grundlegenden Fertigungsrestriktionen. So kann beispielsweise das Ausbilden von Löchern im Bauteil beispielsweise an Fügestellen verhindert und die Entformungsrichtung zur Vermeidung von Hinterschneidungen vorgegeben werden.
Dipl.-Ing. Christian Dietz von der AUDI AG in Ingolstadt stellte anhand einer Motorstütze den Einsatz der Strukturoptimierung im Entwicklungsprozess und die Möglichkeiten der verschiedenen kommerziellen Softwaretools vor. Herr Dietz erläuterte dabei sehr anschaulich die unterschiedlichen Optimierungszielgrößen der eingesetzten Softwaretools und entsprechend differierenden Designvorschläge, die als Ergebnisse am Ende jeder Optimierung stehen.
Ein weiterer Schwerpunkt der Themenreihe Leichtbaukonstruktion war die Produktentwicklung mit Faserverbundwerkstoffen. So stellte die Prof. Dr.-Ing. Alexander Horoschenkoff das Konzept eines Stoßfängerträgers aus Kohlefaserverbundwerkstoff (CFK) vor, der im Rahmen von Projektarbeiten an der Fachhochschule München erarbeitet wurde. Eine marktreife Anwendung von faserverstärkten Kunststoffen in Form eines innovativen Fahrzeug-Chassis präsentierte Herr Dipl.-Ing. Matthias A. Roth vom Institut für Faserverbundwerkstoffe in Kaiserslautern. Beide Vorträge machten deutlich, dass Faserverbundwerkstoffe besonderen Anforderungen an die Produktentwicklung stellen, um die die Vorteile dieses Werkstoffes optimal nutzen zu können.
Fachaussteller zeigen Fertigungstechnologien und Leichtbau-Innovationen
Im dritten Themenblock, den Fertigungstechnologien, wurden aktuelle Entwicklungen im Leichtmetallgießen, in Potenziale des Leichtmetallschmiedens, der Herstellung von Leichtbaustrukturen aus Faserverbundwerkstoffen sowie Fügetechniken für Kunststoff- und Leichtmetallanwendungen vorgestellt.
Parallel zu den Vorträgen bot die begleitende Fachausstellung den Besuchern die Möglichkeit zu interessanten Fachgesprächen und zum Aufbau sowie zur Intensivierung neuer Kontakte. Die Veranstalter, Herr Prof. Dr.-Ing. Otto Huber sowie Herr Dipl.-Kfm. Marc Bicker zeigten sich erfreut über die durchwegs sehr positive Resonanz der Veranstaltung und teilten bereits jetzt eine Fortführung des Landshuter Leichtbaukolloquiums mit.
Weitere Informationen zu den Vorträgen bieten die Fachbeiträge im Tagungsband oder immer unter www.leichtbau-colloquium.de.
