Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Je leichter ein Fahrzeug ist, desto weniger Energie verbraucht es. Das freut nicht nur die Autofahrer, sondern auch die Politik, die für den Klimaschutz auf eine Reduzierung des Treibstoffverbrauchs und damit des CO2-Ausstoßes drängt. Hundert Kilogramm Gewichtseinsparung bedeuten etwa fünf Prozent weniger Kraftstoffverbrauch und entsprechend weniger Emissionen. Ein Bauteil, das hierfür Potenzial bietet, sind die Blattfedern im Fahrwerk. In einem am 1. Januar 2016 gestarteten Projekt wollen Forscher am Fraunhofer IMWS gemeinsam mit der IFC Composite GmbH herausfinden, ob diese Federn aus thermoplastbasierten Kunststoffen gefertigt werden können.
Blattfedern sind essentielle Bestandteile von Fahrwerksystemen in Fahrzeugen mit großer Nutzlast. Sie werden meist aus Stahl hergestellt und bestehen aus mehreren bogenförmigen, miteinander verbundenen Federblättern, deren Querschnitt, Länge und Anzahl die Federungseigenschaften bestimmen. Durch den Lagenaufbau haben Blattfedern ein hohes Eigengewicht, das von circa 25 Kilogramm bei einem Kleintransporter bis zu mehr als 60 Kilogramm bei Zugmaschinen für besonders schwere Lkw reicht.
Im Projekt »Entwicklung und Erprobung einer thermoplastisch gebundenen Blattfeder« wollen Forscher des Fraunhofer IMWS gemeinsam mit Partnern der IFC Composite GmbH aus Haldensleben überprüfen, ob und wie man solche Schwergewichte durch thermoplastbasierte Leichtbau-Lösungen ersetzen könnte. Dabei wird die Entwicklung und Verwendung von sogenannten UD-Tapes, die mit Glasfasern verstärkt sind, untersucht: In diesen Tapes sind die Endlosfasern genau passend zur Lastverteilung des Bauteils ausgerichtet, sodass enorm stabile und extrem leichte Bauteile entstehen.
Die Projektpartner wollen innerhalb von zweieinhalb Jahren neue Materialkonzepte entwickeln und erproben, diese werden dabei auf Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit, Medienbeständigkeit oder das Verhalten im Crashfall untersucht. So soll perspektivisch der Weg für eine effiziente Herstellung in großen, für die Automobilindustrie relevanten Stückzahlen gebahnt werden.
Neben der Gewichtsreduzierung der Fahrzeuge könnten thermoplastbasierte Konzepte noch weitere Vorteile bieten. So würde die Recyclingfähigkeit der Materialien Kosten und Umweltbelastung noch weiter reduzieren.
