Energieeffizienter Leichtbau: Evolutionäre und Revolutionäre Wege Funktionsintegrierte und bionisch optimierte Fahrzeugleichtbaustruktur in flexibler Fertigung Dr.-Ing. Martin Hillebrecht Ecodesign Frankfurt 08.12.2015
Das Leistungsspektrum der EDAG und FFT PRODUKTENTWICKLUNG PRODUKTIONSLÖSUNGEN ANLAGENBAU Designkonzepte Projektmanagement Leit- und Automatisierungstechnik Fahrzeugentwicklung Qualitäts- und Dokumentationsmanagement Produktionsengineering Turn-Key-Anlagen Rohbau und Montage Funktionsentwicklung Produktionsprozessplanung Systemtechnologien und Produkte Fahrzeugabsicherung IT-Services Fabrik- und Logistikplanung Elektrik/ Elektronik Prozessberatung Werkzeug- und Karosseriesysteme Folie 2 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau
Merkmale der Fahrzeugentwicklung Gesellschaftlicher Wandel / Trends Leichtbau, Technologie, Werkstoffe Connectivity Nachhaltigkeit Folie 3 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau
FutureSteelVehicle (2008-2011) 230 kg 188 kg State of Art BIW Leichtbaupotenzial Funktionsintegration Kosteneinfluss Nachhaltigkeit & Ressourceneffizienz Durch neu ultrahochfeste Stahlgüten, die ca. 2015 2020 verfügbar sind, sowie CAE- Methoden wird ein Karosseriegewicht von 188 kg im Battery Electric Vehicle (BEV) sowie von 201 kg im Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) und Plug-In Hybrid (PHEV-40) realisiert. Auslegung auf europäische und US 5-Sterne Crash-Lastfälle sowie auf Fahrdynamik Gewichtsminimierung und niedrige Herstellungskosten Höchste Fahrzeugsicherheit Geringe Emissionen über den Produktlebenszyklus Im Auftrag von: (sowie Unterstützung von ETA und LMS) Folie 4 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau
Multi-Material-Bauweise EDAG Light Car Open Source (2009-2010) Folie 5 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau
Generative Fertigung als Ergänzung klassischer Fertigungsverfahren Potenzialstudie FVK Sandwichbauweisen für größere Stückzahlen (2012) - 40% Direktablage von Tapes für lastoptimierte endlosfaserverstärkte Strukturen (2013) - 70 % Karosserieknoten aus dünnwandigem Stahlguss (2011) - 30% Generative Fertigung von ultraleichten multifunktionalen Komponenten (2013) - 50% FutureSteelVehicle (2011) - 20 % Herstellung von Karosserieteilen aus Magnesiumblech: Werkzeugtechnik, Umformung, Fügetechnik (2013) - 30 bis - 50 % Thermoplastisches Tapelegen: Von der Tape- Rolle bis zum strukturellen Bauteil (2013) - 20 % Slide 6 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau
Generative Fertigung von ultraleichten multifunktionalen Komponenten am Beispiel Leistungselektronik (2013) -50 % Leichtbaupotenzial Funktionsintegration Kosteneinfluss Nachhaltigkeit & Ressourceneffizienz Werkzeuglose Fertigung von komplexen metallischen Strukturen mit unerreichter Gestaltungsfreiheit und maximalem Leichtbaupotenzial für kleine Serien. Herstellung direkt aus dem Datensatz heraus. In Zusammenarbeit mit: Kühlkreislauf Folie 7 CC Leichtbau, Werkstoffe & Technologien
Generative Fertigung weiter gedacht EDAG Genesis (Genfer Autosalon & Hessen Champion 2014) Folie 8 Copyright 2016 EDAG Engineering GmbH. All rights reserved. Jörg Ohlsen, CEO
EDAG Light Cocoon, 2015 Ultimativer Leichtbau nach dem Vorbild der Natur. Bionisches Design. Folie 9 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht CC Lightweight Design 10.10.70.V02 Agenda english, EDAG-Group, Stand: 15.03.2010
EDAG Light Cocoon (2015) https://www.youtube.com/watch?v=nvk9psxvomm Slide 10 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht CC Lightweight Design 10.10.70.V02 Agenda english, EDAG-Group, Stand: 15.03.2010
Topologieoptimierung 1) Oberer A-Säulenknoten 2) Unterer A-Säulenknoten Längsträger Schweller Folie 11 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht CC Lightweight Design 10.10.70.V02 Agenda english, EDAG-Group, Stand: 15.03.2010
Fahrzeugleichtbaustruktur in flexibler Fertigung (2015) Leichtbaupotenzial Funktionsintegration Kosteneinfluss Nachhaltigkeit & Ressourceneffizienz Next-Gen Spaceframe Kombination von generativ gefertigter 3D-Knoten und intelligent bearbeiteten Profilen aus Stahl - BIONIK und LEICHTBAU On Demand Produktion Flexible, vorrichtungs- und werkzeugarme Verfahren, für hohe Wirtschaftlichkeit - INDUSTRIE 4.0 Laststufenkonzept Vielzahl von Antriebs- und Energiespeichersystemen - Komplexe PRODUKTE VARIANTENINTENSIV fertigen Folie 12 In Zusammenarbeit mit: Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau
Virtuelles Produktionskonzept (EDAG Production Solutions) Kollaborierende Roboter Vorrichtungslose Fertigung Nur zwei Standardgreifsysteme Horizontal vernetzes QM Vereinfachtes Logistikkonzept Skalierbarkeit des Produktionslayouts Flächenoptimiertes Gesamtlayout Folie 13 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht CC Lightweight Design 10.10.70.V02 Agenda english, EDAG-Group, Stand: 15.03.2010
World Premiere at the IAA 2015 A common Innovation Project of Project Team: Peter Appel (Concept Laser), Eric Fritzsche and Dr. Martin Hillebrecht (EDAG), Sergio Raso (BLM), Frank Beckmann (Laser Zentrum Nord) Folie 14 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht CC Lightweight Design
Leistungselektronikgehäuse mit generativ gefertigter Kühlstruktur (2015) Kombination aus konventioneller Fertigung mit generativer Fertigung hocheffiziente Kühlung der Leistungselektronik durch CFD-optimierte Aluminium-Kühlplatte hergestellt durch Selektives Laserschmelzen keine thermischen Hot-Spots der Elektronik, verbesserte Lebensdauer Leichtbaupotenzial Funktionsintegration Kosteneinfluss Nachhaltigkeit & Ressourceneffizienz CFD hermetisch abgeschlossener Kühlkreislauf niedriges Gewicht, minimaler Bauraum werkzeugarme, rationelle Fertigung für kleine und mittlere Stückzahlen (50 25.000 Stk./a) Gewichtsreduktion von 50 % gegenüber Alu- Druckguss-Gehäuse Folie 15 CC Leichtbau, Werkstoffe & Technologien
Folie 16 Dr.-Ing. Martin Hillebrecht, CC Leichtbau