Leichtbau

Radikale Leichtbaulösungen führen zu einer bestmöglichen Masse- und Energieeffizienz von Produktion und im Einsatz von Produkten. Sie sind ein Schlüssel zum Erreichen der klimapolitischen Ziele, beispielsweise im Kontext E-Mobilität, sowie zu nachhaltigen kosteneffizienten Unternehmensstrategien.

Das Fraunhofer LBF bietet ein tiefgreifendes Verständnis von Werkstoffen, Bauteilen, Systemen in Bezug auf Produktion sowie prädiktiver Produktauslegungsmethoden, um in die Grenzbereiche des physikalisch möglichen zu gehen und bisher ungenutzte Leichtbaupotenziale zu nutzen - bei gleichzeitig höchster Produktsicherheit und Zuverlässigkeit.

Wir transformieren Leichtbau zum intelligenten Ultraleichtbau!

Wir unterstützten und beraten Sie bei der Machbarkeitsanalyse, Entwicklung und Erprobung zuverlässiger und innovativer stoff-, form- und funktionsbezogener Leichtbaulösungen - von der Werkstoffebene hinsichtlich Materialentwicklung und -charakterisierung über die Strukturauslegung bis hin zur Systemabsicherung.

Wir zeigen Ihnen, wie Sie dem Potenzial Ihres Werkstoffes in Ihren numerischen Auslegungssimulationen Rechnung tragen können - durch eine konsequente Berücksichtigung des Produktionsprozesses, der im Bauteil auftretenden Realbelastung ob durch statische, schwingende, Crash-, Kriech-, oder Alterungsvorgänge bei mehrachsigen Spannungszuständen, Medien und Temperaturen, sowie der Interaktionen im Gesamtsystem. Wir erforschen und verstehen die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen vom Material über den Prozess bis zum kompletten System und machen diese im Sinne einer zuverlässigen digitalisierten Entwicklung und Absicherung für Sie nutzbar. Im Fokus stehen sowohl unverstärkte als auch anisotrope, faserverstärkte Thermoplaste und Duromere, Schäume und Elastomere.

Integrative Simulation

Insbesondere für kurzfaserverstärkte Kunststoffe bieten wir Ihnen maßgeschneiderte Methoden in unterschiedlichen Komplexitätsstufen für den Bereich der integrativen Simulation an; plus deren experimentelle Validierung mittels speziell auf Simulationen angepasste Prüfmethoden. Dabei greifen wir auf kommerzielle oder selbstentwickelte Softwaretools zurück. Die für Struktur- und Spritzgießsimulation notwendigen Materialkenngrößen werden in Form validierter Materialkarten für anwendungsspezifisch ausgewählte Konstitutivmodelle auf phänomenologischer oder mikro-mechanischer Ebene ermittelt.

Beim Auslegungsprozess von leichten Strukturbauteilen aus Kunststoffen unterstützen wir Sie gerne durch die Ermittlung von Werkstoffkennwerten unter Betriebsbeanspruchungen und deren Bewertung sowie durch methodisches Transferieren dieser Kennwerte auf das Bauteil.

Additive Fertigung und andere innovative Fertigungsverfahren

Wir erarbeiten und analysieren mit Ihnen gemeinsam fortgeschrittene Produktionsverfahren im Bereich thermoplastischer Composite, unter Einbeziehung angepasster werkstofflicher, verbindungsgebender und geometrischer Eigenschaften sowie intelligenter Funktionsintegration, um Leichtbaupotenziale in einem deutlich erweiterten Umfang für Sie sicher nutzbar zu machen.

Die gewachsenen Anforderungen an hoch spezialisierte Produkte erfordern flexible Gestaltungsfreiräume, die durch neue innovative zielgerichtete Produktionsverfahren, wie z. B. der Additiven Fertigung, ermöglicht werden. Durch additive Fertigung verliert die Produktion ihre konzept-, orts- und kosten-limitierenden Randbedingungen, was für bisher unbekannte Lösungsräume in der Produktgestaltung sorgt.

Auch für solche neuen Verfahren beraten wir Sie bei der prädiktiven numerischen Auslegung hinsichtlich Formtreue und belastungsgerechten Gestaltung.

Wir bewerten für Sie bestehende Lösungen, untersuchen auftretende Schadensfälle und beraten Sie hinsichtlich Schadensvermeidung durch werkstoffliche, konstruktive und produktionstechnische Anpassung.

Wir am Fraunhofer LBF arbeiten als außeruniversitäre Forschungseinrichtung an den Schnittstellen von Wissenschaft, Technologie und Markt mit einer interdisziplinären Ausrichtung, die Naturwissenschaften, Materialwissenschaften und Ingenieure unterschiedlicher Kompetenzbereiche bündelt. Wir ermöglichen Ihnen dadurch zuverlässige, wegweisende und dem Wettbewerb überlegene Leichtbauprodukte, denn wir verstehen ganzheitliche Gestaltungs- und Bewertungsprozesse auf Werkstoff-, Bauteil- und Systemebene.

Greifen Sie zurück auf unsere Jahrzehnte der Erfahrung im Kunststoffbereich! Entwerfen Sie mit uns innovative Produkte durch unsere einzigartigen Lösungen. Machen Sie Ihre Simulationen effizienter durch unser unabhängiges Expertenwissen im Bereich der integrativen Simulation thermoplastischer, faserverstärkter Werkstoffe - wir kennen die Stärken und Schwächen bestehender Tools und wir unterstützen Sie in verschiedenen Phasen des Simulations- und Entwicklungsprozesses mit für Sie maßgeschneiderten Lösungen. Erhöhen Sie die Sicherheit Ihrer Produkte durch unsere einzigartigen Möglichkeiten der Materialcharakterisierung, beispielsweise durch ein einmaliges Spritzgießwerkzeug zur Erzeugung unidirektionaler Faserorientierung.

Wir bringen Sie im Leichtbau nach vorne – mit unserem umfangreichen Erfahrungsschatz im Bereich experimenteller und polymeranalytischer Methoden, der gezielten Entwicklung von Additiven und funktionalisierten Polymeren und des Designs und der Charakterisierung von Grenzflächen.