Funktionsintegrativer Karosserieleichtbau Heinrich Timm, DLR-Wissenschaftstag

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1 Funktionsintegrativer Karosserieleichtbau Heinrich Timm, DLR-Wissenschaftstag

2 Hohe Produkterwartungen Mehr Sicherheit und Komfort bei niedrigerem Gewicht Höhere Fahrleistungen bei niedrigerem Kraftstoffverbrauch und weniger Emissionen Mehr Innovationen bei höherer Zuverlässigkeit Mehr Hochwertigkeit und Attraktivität bei geringerem Preis Größerer Innenraum bei kompakteren Außenabmessungen Individuelles Fahrzeug bei wirtschaftlicher Herstellbarkeit 2 Heinrich Timm, N/EK-L

3 Globale Trends Verknappung von Ressourcen Steigende Kraftstoffpreise Umweltbewusstsein / Gesetzliche Vorgaben Wandel der Verkehrsinfrastrukturen Zunehmende Urbanisierung (USA, Asien, Südamerika) Progressive Innovationspolitik (China, Indien) Demographischer Wandel 3 Heinrich Timm, N/EK-L

4 Ressourcenschonende Mobilität der Zukunft Elektro- und Hybridtechnologien führen zu Mehrgewicht. Konsequenter Leichtbau ist der Schlüssel zur effizienten Realisierung. 4 Heinrich Timm, N/EK-L

5 Beweggründe für den Leichtbau Reduzierung von Emissionen Auswirkung des Fahrzeuggewichts auf die CO 2 Emission: Gewichtsreduzierung um 100 kg bewirkt: CO2 Emission - 8 bis zu -11 gr./km Reduzierung der Betriebskosten Auswirkung des Fahrzeuggewichts auf den Spritverbrauch: Gewichtsreduzierung 100 kg bewirkt: Spritverbrauch - 0,3 bis zu -0,5 l/100 km Verbesserte Fahrzeugeigenschaften Auswirkung des Fahrzeuggewichts auf die Fahrzeugeigenschaften: Gewichtsreduzierung bewirkt allgemein: + Längsdynamik + Querdynamik + Passive Sicherheit + Reichweite 5 Heinrich Timm, N/EK-L

6 Einsatz moderner Stahlblechgüten am Beispiel des aktuellen Audi A4 Höherfeste Stähle Höchstfeste Stähle Warmumgeformter (formgehärteter) Stahl Weiche Tiefziehstähle 6 Heinrich Timm, N/EK-L Hochfeste Stähle Stahl hochfest Stahl höherfest Stahl höchstfest Stahl warmumgeformt

7 Magnesium Druckguss im Heckrahmen des Audi R8 Highlights des Mg-Heckrahmens: - Gewicht: ca. 2.1 kg - Legierung: AZ91D-HP - Oberfläche: KTL und Pulverbeschichtung 7 Heinrich Timm, N/EK-L

8 Eine visionäre Idee... Studie: Audi C Heinrich Timm, N/EK-L

9 Die neue Audi TT Karosserie - Topologie an Gussteilen & Strangprofilen Topologie A-Säule Topologie Schweller 9 Heinrich Timm, N/EK-L

10 Faszination Karosserieleichtbau DLR Wissenschaftstag Audi Space Frame ASF (AU631) Gewichtsanteil (Zelle) in [kg] 81 kg 74 kg 63 kg Guss Profil Blech 218 kg Gewichtsanteil (Anbauteile) in [kg] 42 kg 15 kg 11 kg Guss Profil Blech 68 kg 10 Heinrich Timm, N/EK-L

11 Materialeffizienz durch produktspezifische Karosseriekonzepte: ASF - Architekturen profilintensiv gussintensiv Audi R8 blechintensiv Audi A8 Audi TT 11 Heinrich Timm, N/EK-L

12 Halbzeugmix des TT mit Hybrid-ASF 12 Heinrich Timm, N/EK-L

13 Heutiger Einsatz von Faserverbundwerkstoffen Luft- und Raumfahrt Militär Sport 13 Heinrich Timm, N/EK-L

14 Faserverbundwerkstoffe im Automobilbau Überdurchschnittliche spezifische Kennwerte im Vergleich zu metallischen Werkstoffen. 14 Heinrich Timm, N/EK-L

15 Leichtbau mit Faser-Kunststoffverbunden Die CFK-Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sind nach den Maßstäben der Automobilindustrie Kleinstserien, deren Zykluszeiten und Prozesskosten für die Automobilindustrie nicht zielführend sind. 15 Heinrich Timm, N/EK-L

16 Herausforderungen für den Einsatz von CFK Entwicklung FVK-spezifische Karosseriekonzepte (Ausschöpfen Werkstoffpotential) Neue Werkstoffmodelle zur Funktionsauslegung Werkstofftechnologie: automobilspezifische Fasern und Kostenreduktion Qualitätssicherung: Verfahren/Prüfmethoden zur Absicherung der Qualität Werkzeuge: Aufbau Know-how FVK-spezifische Werkzeuge (RTM) Vorrichtungen: Entwicklung automobilspezifischer Montagevorrichtungen (Kleben, Nieten) Fertigungstechnologie: Industrialisierung der Verfahren und Kostenreduktion Verbindungstechnologie: Lastgerechte FVK/FVK und FVK/Metall Verbindungen Entwicklung eines angepassten Karosseriedurchlaufs Entwicklung Reparatur- und Servicekonzepte 16 Heinrich Timm, N/EK-L