Innovative Konzepte für holzbasierte Hybridwerkstoffe in Fahrzeugstrukturen

Abstract

Ein wesentlicher Erfolgsfaktor bei der Berücksichtigung immer strenger werdender Klimaschutzrichtlinien ist die konsequente Verfolgung von Leichtbaustrategien. Ein besonders vielversprechender Ansatz ist dabei der Multimaterial-, bzw. Hybridleichtbau. In Fahrzeugstrukturanwendungen wurde der Werkstoff Holz in diesem Zusammenhang lange Zeit nicht berücksichtigt. Allerdings verfügt Holz aufgrund seiner spezifischen mechanischen Kennwerte über ein sehr hohes Leichtbaupotential und weist auch zahlreiche weitere Vorteile auf. Zu diesen zählen unter anderem eine gute Schall- und Wärmedämmung, ein attraktiver Preis im Vergleich zu anderen strukturrelevanten Werkstoffen und eine sehr gute lokale Verfügbarkeit, auch in großen Mengen. Im BMWi-Projekt For(s)tschritt werden unter Einsatz furnierbasierter Multimaterialsysteme strukturrelevante Baugruppen für Schienen- und Straßenfahrzeuge entwickelt und untersucht. Für Straßenfahrzeuge wird als mögliches Anwendungsfeld ein crashbelasteter Türaufprallträger betrachtet, während für Schienen-fahrzeuge die Substitution der Außenhaut sowie die Neugestaltung einer Zugtür im Fokus stehen. Aufgrund der unterschiedlichen Einsatzzwecke ergeben sich verschiedene Anforderungsprofile an die jeweiligen Baugruppen bzw. Bauteile, welche durch werkstoffgerechte Konzepte und eine gezielte Hybri-disierung des Holzwerkstoffes mit klassischen Konstruktionswerkstoffen wie Stahl und Aluminium adres-siert werden. Mit Hilfe von generischen Bauteilen wurden zentrale Fragestellungen wie mechanische Eigenschaften, mögliche Umformgrade und klimatische Beständigkeit untersucht. Zudem wurden die Ergebnisse aus der Bauteilprüfung genutzt, um Simulationsmethoden zu entwickeln und zu validieren, die Konzepte zu opti-mieren und die finale Bauteilgestalt festzulegen. Der Vortrag gibt einen Überblick über die bislang erarbeiteten Ergebnisse und zeigt die Potentiale von holzbasierten Multimaterialsystemen in werkstoffgerechten Konzepten auf.