Das Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (FOREL) hat unter dem Titel „Ressourceneffizienter Leichtbau für die Mobilität: Wandel – Prognose – Transfer“ die FOREL-Studie 2018 veröffentlicht. Sie thematisiert innovative Fertigungstechnologien für kommende Fahrzeugarchitekturen, zeigt Defizite auf und leitet Handlungsbedarfe ab. In diesem Jahr wird die Umfrage mit mehr als 220 Insidern erstmals ergänzt durch ausführliche Interviews mit Entscheidungsträgern aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie zugehörigen Dienstleistern.
Technologiewandel in vollem Gange
Aufbauend auf den Erkenntnissen der FOREL-Studie 2015 sowie den Forschungs- und Entwicklungsergebnissen von nunmehr zehn FOREL-Technologieprojekten wird in der Studie der aktuelle Technologiewandel in der Mobilität untersucht. Vor dem Hintergrund des Wettbewerbs zwischen konventionellen und neuen Antriebskonzepten, sich wandelnder Nutzungsprofile sowie neuer Bauweisen spielt der funktionsintegrative Systemleichtbau als Querschnittsdisziplin weiterhin eine Schlüsselrolle. So erwarten die befragten Experten neben höheren Leichtbaugraden und steigenden technischen Anforderungen auch einen deutlich zunehmenden Entwicklungsdruck hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit zukünftiger Fahrzeuge. Auf der Ebene der Bauteilfertigung wird neben erhöhter Fertigungsflexibilität und Ressourceneffizienz auch eine verbesserte und durchgängige Prognosefähigkeit gefordert.
Simulationen und systematisches Technologiemanagement
Die Studie gibt methodische Handlungsempfehlungen, um diesen vielfältigen Herausforderungen gerecht zu werden. So wird aufgezeigt, dass die numerische Simulation heute ein unersetzliches Werkzeug für die Auslegung von Fertigungsverfahren und Strukturbauteilen geworden ist. Damit virtuelle Methoden jedoch auch zukünftig in der Lage sind, die Komplexität der Technologien abzubilden, fordern die Experten eine bessere Zugänglichkeit von Kennwerten sowie einheitliche Simulationsschnittstellen.
Um so früh wie möglich zu wissen, welche innovativen Technologien tatsächlich in der Produktion ankommen werden, wird weiterhin ein systematisches Technologiemanagement benötigt. Laut den Ergebnissen der Studie fällt es insbesondere Zulieferern schwer, die Industrialisierung vielversprechender Technologien aktiv zu verfolgen.
Ökologische Nachhaltigkeit als Grundvoraussetzung für Leichtbau
Die Experten sind sich zudem einig, dass sich die Entscheidung für oder gegen einen Leichtbauwerkstoff zukünftig verstärkt nach den Auswirkungen auf den gesamten Produktlebenszyklus – von der Wiege bis zu Bahre – richten wird. Hierfür hat sich die Methode des Life Cycle Assessment (LCA) grundsätzlich etabliert. Die Studie zeichnet hier jedoch ein differenziertes Bild. Einerseits wird der Wille zur stärkeren Berücksichtigung der Ökologie klar bekundet, andererseits werden aber auch Hemmnisse, wie der hohe, notwendige personelle und finanzielle Aufwand, erkennbar, die den Einsatz des LCA bis dato limitieren.
Langfristige Entwicklung von Leichtbauanwendungen
Die FOREL-Studie 2018 gibt wichtige Impulse für die zukünftige Ausrichtung der Plattform FOREL und die anwendungsnahe Weiterentwicklung des Leichtbaus für die Mobilität von morgen. Aus der Analyse der Umfrageergebnisse und Experten-Interviews gehen komplexe Aufgabenstellungen hervor, die weit über die herkömmliche Technologieentwicklung hinausgehen. Die Forscher um den Koordinator Prof. Dr. Maik Gude sehen in dem Gedanken der übergreifenden und offenen Plattform hierfür genau den richtigen Ansatz: „Die einzigartige, im Rahmen von FOREL verfügbare Kombination von Know-how und Fertigungsanlagen zeichnen das Netzwerk aus. Die FOREL-Studie 2018 formuliert klare Anforderungen an den ressourceneffizienten Leichtbau. Nur durch die Anwendung ganzheitlicher Methoden und die Integration aller Akteure entlang der gesamten Prozesskette können die Zielstellungen erreicht werden.“
Neben der Initiierung weiterer Technologieprojekte unter dem Dach von FOREL dienen die in der FOREL-Studie 2018 formulierten Szenarien der Fortschreibung der Leichtbau-Roadmap der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE).
Die FOREL-Studie 2018 wurde unter Leitung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden in Zusammenarbeit mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn, dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaft (iwb) der Technischen Universität München, dem Institut für Aufbereitungsmaschinen (IAM) der Technischen Universität Bergakademie Freiberg und dem Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der TU Dortmund entwickelt.
In die FOREL-Studie flossen Antworten von Kleinbetrieben und mittelständischen Unternehmen ebenso ein wie Einschätzungen aus Forschung und Entwicklung (F&E) sowie Prognosen von Großunternehmen wie Zulieferern und OEM aus der Automobilbranche und verwandten Wirtschaftszweigen.
Die FOREL-Studie ist als Buch über studie@plattform-forel.de bestellbar oder online auf http://www.plattform-forel.de/studie abrufbar.
Über FOREL
FOREL ist ein Zusammenschluss namhafter deutscher Entwicklungs- und Forschungszentren mit der Industrie. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Leuchtturmprojekt startete im Juli 2013. Ziel des Projektes ist es, Lücken in vorhandenen Entwicklungs- und Prozessketten der Elektromobilität zu schließen. Das am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden entwickelte Dresdner Modell eines Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design bildet die Grundlage für FOREL. Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt FOREL wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenkonzept „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ (Förderkennzeichen 02P16Z010 – 02P16Z014) und mit Mitteln aus dem Energie- und Klimafonds gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. www.plattform-forel.de
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK)
Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) ist eine Forschungseinrichtung der Fakultät Maschinenwesen und der Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ der Technischen Universität Dresden. Auf dem Gebiet des ressourcenschonenden Leichtbaus hoher Material- und Energieeffizienz führen rund 240 Mitarbeiter umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durch. Die Arbeit am ILK ist geprägt vom Dresdner Modell eines “Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design” und basiert auf einem werkstoff- und produktübergreifenden Ansatz. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des ILK betrachten bei der Entwicklung neuer Konzepte, Prozesse und Produkte die gesamte Entwicklungskette: Werkstoff – Konstruktion – Simulation – Fertigung – Prototypentests – Qualitätssicherung – Kosten. Geleitet wird das ILK von einem vierköpfigen Vorstand: Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude (Professur für Leichtbaudesign und Strukturbewertung), Prof. Dr. rer. nat. Hubert Jäger (Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen), Prof. Dr.-Ing Niels Modler (Professur für Funktionsintegrativen Leichtbau) sowie Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner Hufenbach (Seniorprofessur).
www.tu-dresden.de/mw/ilk
