Willkommen am LiA

Die Knappheit natürlicher Ressourcen und die Reduzierung der Emissionen klimaschädlicher Treibhausgase sind aktuelle Herausforderungen im globalen Klimaschutz und erfordern neue Lösungskonzepte. Der Leichtbau ist eine bedeutende Maßnahme zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und somit zur Einhaltung geforderter Emissionsrichtlinien im Verkehrssektor.

Die Fachgruppe Leichtbau im Automobil (LiA) befasst sich daher mit innovativen Lösungen für den automobilen Leichtbau.

Im Fokus der Forschung stehen Leichtbaukonzepte aus hochfesten Stählen und Leichtbaumaterialien (z.B.: Aluminium, Faserverstärkte Kunststoffe) sowie in Hybridbauweise (z. B.: Metall/FKV-Hybride). Zur Validierung von Bauteilgruppen und Leichtbaukonzepten werden am LiA quasistatische, zyklische und hochdynamische Testreihen durchgeführt.

Forschungsschwerpunkte

Aufgrund von steigender Anforderungen an den Klimaschutz und nicht nachwachsender Rohstoffe ist die Reduzierung von Massen in Kfz eine wichtige Aufgabe um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Aus diesem Grund ist das Forschungsziel am Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil (LiA) innovative Leichtbaulösungen für die Automobilindustrie und verwandte Branchen zu entwickeln. Dabei stehen vor allem Materialien, Verfahren und Anwendungen im Fokus der Forschungsaktivitäten. Zudem werden auch Wirtschaftlichkeitsanalysen durchgeführt und Kostenstrukturen verschiedener Prozessrouten verglichen um Komponenten und Anwendungen zu entwickeln, die zusätzlich zu hohen Leistungen auch ein gutes Verhältnis von Kosten und Gewicht aufweisen. Ein Beispiel sind tragende Strukturen aus ultrahochfesten Stählen.

Ein weiteres Forschungsfeld sind lastangepasste Strukturen, bei denen hochbelastete Bereiche einer Struktur durch Veränderung der Materialeigenschaften verstärkt werden und somit die Eigenschaften an die Produktanforderungen (z. B. mechanische Belastungen) angepasst werden. So können niedrige oder hohe Festigkeiten sowie spröde oder duktile Bereiche lokal durch eine geeignete Wahl der Prozess-Route definiert eingestellt werden. Verfahren in diesem Bereich sind beispielsweise die induktive Vergütung, bei der die physikalischen Eigenschaften durch Einstellen der Mikrostruktur in sehr kurzer Zeit definiert werden können.

Darüber hinaus liegt ein weiterer Forschungsschwerpunkt auf der Entwicklung von Materialien und Verfahrensgrundlagen zur Herstellung hybrider Bauteile. Dabei werden unterschiedliche Materialien, z. B. Metalle und faserverstärkte Kunststoffe, zusammengebracht, um die spezifischen Vorteile der einzelnen Materialien zu kombinieren.

Ausstattung

In Bezug auf die technische Ausstattung bietet der Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil verschiedene Möglichkeiten zur Charakterisierung von Material- sowie Bauteileigenschaften. Dabei können ein breites Spektrum von statischen, zyklischen und dynamischen Tests sowie mikrostrukturelle Untersuchungen durchgeführt werden. Neben 3-Achs-Prüfungen mit statischen und zyklischen Kräfte bis zu 80 kN können auch Tiefungsversuche mit Temperaturen von bis zu 800 °C durchgeführt werden. Zudem besitzt der Lehrstuhl eine Komponenten-Crashanlage, an der Crash-Versuche mit Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu 25 m/s und Schlagenergien von bis zu 31 kJ erreicht werden können. Die Testergebnisse können mit einem Hochgeschwindigkeits-3D-Kamera-System analysiert werden, zum Beispiel die lokalen Dehnungsverteilungen während der einzelnen Versuche.

Darüber hinaus nutzt der Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil verschiedene CAD- und Simulationswerkzeuge, wie Solidworks, Abaqus, LS-Dyna und Hyperworks.