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Das Leichtbau-Symposium 2021 forciert den Hightech-Leichtbau

Raumwickeln ‚xFK in 3D‘ auf der Überholspur
Leichtbau-Symposium 2021: Plädoyer für Hightech

Radikaler Leichtbau ist nötig und möglich. Dies ist eine Quintessenz aus dem Leichtbau-Symposium 2021 in Kasel, das die Automotive Management Consulting GmbH (AMC) veranstaltete. Experten aus Unternehmen und Forschung verdeutlichten das hohe Potenzial von Fasertechnologien – auch mit Bio-Materialien. Und sie präsentierten Durchbrüche bei der AMC-Raumwickeltechnik „xFK in 3D“.

» Olaf Stauß, Redakteur im Konradin-Verlag

Zum Highlight wurde der Moment, in dem Claude Maack am Tuch ziehen ließ: Was der Chef der Gradel Sarl zur Enthüllung mitgebracht hatte, war eine Weiterführung des vor zwei Jahren in Kasel vorgestellten und mehrfach ausgezeichneten Ultraleichtbausitzes, wenn auch in anderer Konstruktion. Auch die Gradel-Version nutzt die Wickeltechnologie ‚xFK in 3D‘ von AMC mit ihrem Potenzial – dabei verlaufen die Fasern exakt in den errechneten Lastpfaden im Raum, so dass kein Gramm zu viel zum Einsatz kommt. Nur fertigungstechnisch ist der Gradel-Sitz einen Schritt weiter.

Roboter haben ihn vollautomatisiert gewickelt. Als „Proof of Concept“ belegt er die wirtschaftliche Machbarkeit des vielversprechenden ‚xFK in 3D‘-Konzepts. Mit 3,9 kg Rohgewicht inklusive Polster fällt er nochmals leichter aus als der zwei Jahre ältere Demonstrator. Und Gradel nutzte Basalt- statt Carbonfasern als natürliches Material. „Um Basalt zu realisieren, haben wir die ‚BFK in 3D‘-Struktur in zwei Reihen ausgelegt, ohne nennenswert Masse zu erhöhen“, erläutert Maack (wobei „B“ an der Stelle des „x“ für Basalt steht). Maacks Ziel ist es, die 3D-Raumwickeltechnologie für den Leichtbau zu industrialisieren. „Nächstes Jahr werden wir in der Lage sein, Robot Cells dafür zu liefern.“ Als AMC-Kooperationspartner für die Raumfahrttechnik lud er die Symposiums-Teilnehmer ein, am Folgetag die Roboterfertigung zu besichtigen.

3D-Raumwickeln in der Medizintechnik

Noch eine weitere Überraschung hielt das Symposium bereit, die belegt, dass die Industrialisierung im Gange ist: Horcher Medical Systems konstruiert seinen neuen mobilen Patientenlifter „MyDiana“ mit ‚xFK in 3D‘ als Leichtbautechnologie.

MyDiana muss oft Menschen hochhieven, die 100 kg wiegen und mehr. „Die Alu-Oberfläche brauchen wir für die Desinfizierbarkeit“, sagt Stefan Horcher in Kasel, „doch Aluminium ist zu weich.“ Jetzt will Horcher ‚xFK in 3D‘ nutzen, um die Profile von innen auszusteifen – ein Konzept wurde mit AMC bereits erstellt. Der Patientenlifter wird robuster und sogar leichter. Beide Exponate – Sitz und Patientenlifter – signalisieren, dass die Industrialisierung voran kommt.

Große Verdienste an der AMC-Raumwickeltechnik hat die Ingenieurgesellschaft Lasso. FEM-Experte und Senior-Chef Dr. Ulrich Hindenlang hatte die Basis dafür gelegt, Faserwege sowie Kraftein- und -ausleitungen der hochfesten, filigranen Gebilde berechnen und auslegen zu können. Und die Software-Experten engagieren sich seit Jahren dafür, das 3D-Wickeln digital durchgängig zu gestalten und damit „Leichtbau neu zu denken“, eines der erklärten Ziele des Symposiums. Dr. Philipp Gebhardt erläuterte in Kasel, wie sein Unternehmen die digitale Prozesskette schließt – vom Design über FEM bis in die Robotersteuerung hinein. Aus den Designvorgaben heraus erstellt Lasso automatisiert einen Wicklungsplan für den Roboter. „Auf dieser Grundlage ermöglicht unsere Software eine Simulation der Lasten in nur wenigen Minuten“, so Gebhardt.

Leichter durch Umdenken

Doch auch Gebhardt geht es um den Leichtbau als solchen. „Warum machen wir vieles so, wie wir es immer machen?“, stellt er in fachlicher Runde zur Diskussion. „In der Formel 1 kennen die Ingenieure alle Regeln und reizen die Grenzen aus. Warum nicht auch anderswo?“ Als Beispiel nennt er das Verstellen von Flugzeugsitzen. Nicht jeder brauche die Funktion. Durch den Verzicht darauf ließe sich über ein halbes Kilogramm an Bolzengewichten pro Sitz einsparen. Leichtbau durch Umdenken?

Solche Einwürfe prägten den Diskurs unter den hochkarätigen Teilnehmern. So wurde das Symposium – wie geplant – zum Plädoyer, die Klimakrise mit einem rigorosen Leichtbau als dem „kleinsten gemeinsamen Nenner“ anzugehen. Technik, Politik und Unterhaltung hatten in dieser Veranstaltung gleichermaßen Platz. Sogar Kameraleute waren da und sorgten für TV-Atmosphäre. Sie arbeiteten für das Livestreaming der Online-Teilnehmer.

Ministerialrat Werner Loscheider vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) erklärte das Ziel der Bundesregierung, Leichtbau als Zukunftstechnologie zu etablieren – und zwar international, um dem Klima zu helfen. Dazu dient das nationale Förderprogramm TTP mit einem Volumen von rund 70 Mio. Euro im Jahr. 2020 standen USA, China und Israel im Fokus deutscher Bemühungen, den Leichtbau zu internationalisieren. 2021 sind es die Niederlande, Japan, Nigeria und 2022 soll Südkorea folgen.

Rennfahrer spüren jedes Kilo

Den Part Unterhaltung steuerte der Talk mit Le-Mans-Sieger Jeroen Bleekemolen bei. Im Rennen zähle jedes Kilo, weiß Bleekemolen zu berichten (68 kg) – die Fahrer nehmen sich sogar wegen überflüssiger Pfunde hoch, die wertvolle Sekunden kosten. Dass es aufs Gewicht ankommt, sei spürbar. „Wenn dein Tank halb leer ist, fährst du schneller“, sagt der Champion. So vermittelte er ein Gefühl dafür, wie essenziell Leichtbau ist.

Doch auch er, einer der erfolgreichsten Langstrecken-Rennfahrer überhaupt, argumentiert technisch: Elektrische Antriebe halten immer noch keine 24 Stunden durch, also brauche es mehr Leichtbau, so Bleekemolen. Seine Beobachtung: „Fortschritte im Rennsport beschleunigen die Leichtbau-Entwicklung im Automobilbau.“ Und er zeigt sich überzeugt, dass Recyclingmaterial im Rennsport kommen werde. „Auch dafür werden sie Regeln machen, da bin ich mir sicher.“

Bio kann mehr als wir denken

Recycling ist Stichwort für Prof. Markus Milwich, renommierter Faserspezialist der DITF Denkendorf. Seine Keynote über Bio-Composites hat die Power, wachzurütteln gegen Tagungsende – so wie er auch den Techniknachwuchs begeistert. Mit einer Fülle an Forschungswissen lenkt er den Blick darauf, dass nachhaltige Bio-Materialien viel mehr können, als wir denken – wenn ihr Potenzial nur erschlossen wird. „Schauen Sie sich dieses Teil an“, sagt er und hält ein Exponat aus Cellulosefaser-verstärktem Cellulose-Ester in die Kamera. „Es lässt sich siebenmal recyceln.“ Zu sehen im Video des Aussteller-Rundgangs (powered by AMC, Quelle TM Eventservice). Milwich erwartet viel von solchen bionischen Lösungen.

Höhepunkt: Polit-Talk

Des Biopolymer-Wissenschaftlers Impulsbeitrag mündete direkt ins Kamingespräch. Es war der Höhepunkt des Leichtbau-Symposiums, bevor die Teilnehmer sich am nächsten Morgen zu Gradel aufmachten, um in Luxemburg die ‚BFK in 3D‘-Roboterfertigung zu besichtigen. Hier im Kamingespräch in Kasel, dem ausgewählten Kreis der Leichtbau-Akteure, wurde Tacheles geredet. „Nachhaltiger Leichtbau – unsere Verantwortung nach Corona“ war das Motto, das Rainer Kurek für die Veranstaltung gewählt hatte, Organisator und Chef der AMC GmbH. Was sind Chancen und Visionen? Wo liegen Probleme und Hürden?

Leichtbau fürs Klima

„Wir setzen auf Leichtbau als Game-Changer-Technologie“, stellte Werner Loscheider vom BMWi klar. „Die Förderung von siebzig Millionen im Jahr ist so hoch, weil wir Effekte auf das Klima erzielen wollen.“ FEM-Pionier Dr. Ulrich Hindenlang von Lasso griff den Faden auf und blickte seinerseits auf die großen Linien. Er bemängelt, dass an Unis und in der Industrie der universelle Blick verloren gehe – und damit Potenzial brachliege. Das gelte auch für die Kosten. „Bei Leichtbau-Technologien wird oft nur auf den Preis geschaut und selten auf die Einspareffekte im Betrieb.“ Hindenlang wünscht, dass die Politik hier günstigere Rahmenbedingungen schaffen könnte. Kurek hat spontan einen Vorschlag parat, der die Kfz-Steuer betrifft. Er hat ihn wohl oft genug durchdacht: „Warum besteuert man nicht die Masse?“

Auch Kurek vermisst die Offenheit für technische Kreativität, für neue Ideen – vor allem in Managementkreisen der deutschen Industrie. Zu viel Sicherheitsdenken, zu wenig Risikobereitschaft? Ein Wort Loscheiders könnte ihm indirekt recht geben. Aus seiner Arbeit am BMWi kennt er unterschiedlichste Projekte und Lösungsansätze bis hin zur Kieselalge als Konstruktionsvorbild – eine Erfolgsidee aus der Bionik. Loscheider: „Der Leichtbau ist so vielfältig, dass wir uns vernetzen müssen und aufeinander hören.“

Weitere Infos und Videosequenzen:
constanze.nell@automotive-management-consulting.com

Kontakt:
Automotive Management Consulting GmbH
Glaspalast
Im Thal 2
82377 Penzberg
Tel.: +49 8856 80548–50
www.automotive-management-consulting.com

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