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Der von den Wirtschaftskammern in Niederbayern, Oberösterreich und Südböhmen verliehene Preis "Cross-Border Award" ist eine Würdigung für die grenzüberschreitenden Aktivitäten von Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Als niederbayerischen Preisträger wurde jetzt in Passau der Leichtbau-Cluster ausgezeichnet.

Durch die Lage im Dreiländereck ist Niederbayern ganz besonders auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit über die Landesgrenzen hinweg angewiesen. Als wichtiges Dach für gemeinsame Projekte im Technologiebereich hat sich dabei die Technologieplattform Oberösterreich-Niederbayern-Südböhmen etabliert, die einmal im Jahr einen grenzüberschreitenden Innovationstag in der Region veranstaltet. Auf Einladung der dre  Wirtschaftskammern kamen in Passau erneut rund hundert Gäste aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung zusammen, um über Fachthemen zu diskutieren und vorbildliche Projekte in der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit zu prämieren.

Know-how-Transfer über Grenzen hinaus besonders wichtig

Als wichtiges strategisches Ziel zur Förderung des gemeinsamen Wirtschaftsraumes nannte IHK-Vizepräsident Thomas Leebmann in seiner Eröffnungsrede die Verbesserung des Know-how-Transfers innerhalb der Region: Die vielfältige Hochschullandschaft in den drei Partnerregionen, die hier beheimateten Zukunftsbranchen und vor allem die zahlreichen innovativen und international aktiven Unternehmen stellten ein wesentliches Potenzial dar, das es gemeinsam zu erschließen gelte. „Die Technologieplattform soll gerade die kleinen und mittleren Betriebe beiderseits der Grenzen in ihren Forschungs- und Entwicklungsvorhaben unterstützen und ihnen einen breiten Erfahrungsaustausch ermöglichen“, betonte Leebmann.

Leichtbau Cluster - ein Leuchtturmprojekt

Auch dieses Jahr wurden wieder besondere Leuchtturmprojekte im Bereich der grenzüberschreitenden Aktivitäten von Unternehmen und Forschungseinrichtungen mit dem Cross-Border-Award der Wirtschaftskammer Oberösterreich, der IHK Niederbayern und der Südböhmischen Kammer ausgezeichnet.
Der niederbayerische Cross Border Award 2011 in der Kategorie „Hochschulen und Forschungseinrichtungen“ ging an den Leichtbau-Cluster der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Landshut. Prof. Dr. Otto Huber und Marc Bicker erhielten den Preis für die enge Kooperation und Zusammenarbeit mit Partnern in Oberösterreich. Der Leichtbau-Cluster Landshut habe es geschafft, sich als wissenschaftliches Kompetenzzentrum weit über die Grenzen Niederbayerns hinaus zu positionieren und zu behaupten, betonte Leebmann bei der Preisübergabe.

„Bereits im Gründungsjahr begann man die grenzüberschreitende Zusammenarbeit mit Partnern aus der Region Oberösterreich, die sich bis heute besonders über die Handlungsfelder Kooperation, Qualifizierung und Marketing erstreckt“, erläutert Marc Bicker, kaufmännischer und organisatorischer Leiter des Leichtbau-Cluster. Als Beispiele nennt er:

• Gemeinsame Durchführung mit dem oberösterreichischen Automobil-Cluster der erfolgreichen Veranstaltung „Leichtbau in der Automobilindustrie“ mit namhaften Unternehmen in Passau
• Lead-Partnerschaft vom Leichtbau-Cluster bei einem grenzüberschreitenden Wissens- und Bildungsnetzwerk zu produktionsorientierten, innovativen Themenschwerpunkten beim Technologie- und Innovationscenter am Standort in Steyr in den Jahren 2003 bis 2006.
• Aufnahme von derzeit sieben ständigen Mitgliedern aus Österreich in dem Cluster.

Insbesondere weist Marc Bicker auch auf das im Herbst geplante Kooperationsforum in Linz zusammen mit der IHK Niederbayern und der Wirtschaftskammer Oberösterreich zum Thema Leichtbau hin. „Impulsreferate sowie organisierte Kooperationsgespräche, so genannte one to one meetings, zu den Themen der Leichtbautechnologien sind geplant“, so Bicker.

Weitere Preisträger

In der Kategorie „Unternehmen“ erhielt die Firma Karl Bachl aus Deching bei Röhrnbach den niederbayerischen Cross-Border-Award 2011 für ihr langfristiges Engagement in Tschechien und insbesondere für den Aufbau eines Produktionsstandortes in Bohumilice in Südböhmen. Ausgezeichnet wurden außerdem auf oberösterreichischer Seite die Engel Austria GmbH sowie die Fachhochschule Oberösterreich-Campus Wels. Preisträger auf tschechischer Seite waren die Firma Tesla Blatna sowie die Technische und ökonomische Fachhochschule in ?eské Bud?jovice.

Unter dem Motto „Leichtbau live“ wurden im Bereich der Solutions Area der diesjährigen Hannover Messe (04. - 08. April 2011) Leichtbau-Exponate und spannende Live-Demonstrationen für unterschiedliche Zielbranchen vorgestellt. Organisiert vom Leichtbau-Cluster an der Hochschule Landshut stellten dabei Partner Entwicklungen, Systeme und Produktlösungen vor und zeigten anschaulich ihre Leichtbaukompetenzen rund um dieses Trendthema auf einer Fläche von mehr als 550 m².

Leichtbaulösungen haben den Vorteil, dass sie durch Gewichtsreduktion und Optimierung von Konstruktion sowie Eigenschaften Rohstoffe und Energie einsparen und in positiver Konsequenz die Gesamtkosten senken. Marc Bicker, Projektleiter des Leichtbau-Clusters in Landshut, sagt: „Leichtbau live, erlebbar und greifbar machen, war das Ziel unserer gemeinschaftlichen Partnerpräsentation auf der Hannover Messe. Den verschiedenen Anspruchsgruppen der Hannover Messe wurden dadurch die Leichtbautechnologien näher gebracht, verständlich und eindrucksvoll.“

Dabei wurden die verschiedenen Technologiebereiche des Leichtbaus auf dem Stand gezeigt: Verbundwerkstoffe, Leichtbauweisen, Multi-Material-Design, leichtbaubezogene Fertigungstechnologien aber auch ebenso in die höherfesten Stähle und Leichtmetalle. Zu allen Bereichen konnten praxisorientiert entsprechende Lösungsansätze vorgestellt werden.

Beispielsweise zeigte die Firma MT-Propeller aus Straubing, ein Kooperationsunternehmen des Netzwerks, einen Lärm reduzierenden High-Performance 2-Blatt bis 6-Blatt Verstellpropeller aus Leichtbauverbundwerkstoff. Die Kombination aus verschiedenen Leichtbaumaterialien wie plastifiziertes Holz, Glasfaser, Kohlefaser, Aluminium und modernste Herstellungsmethoden ermöglichen eine erhebliche Gewichtseinsparung. Beim gleichen Gewicht wie bei herkömmlichen Metall-Propellern kann die Blattzahl erhöht und somit der Durchmesser verringert werden. Geringere Geräuschbelastung und erhöhte Steig- und Flugleistungen sind die Folge, zusätzlich verlängern die schwingungsdämpfenden Eigenschaften von Holz die Lebensdauer.

Ein gewichts- und leistungsoptimiertes Elektroboot zeigte die Firma Avantgarde Technology (Gilching). Es besteht zu hundert Prozent aus Kohlefaser besteht, das Gesamtgewicht liegt bei ca. 650 kg, ein vergleichbares Boot in traditioneller Bauweise bei 1,1 Tonnen.  Ein leichte Möglichkeit, sich fortzubewegen bietet der ausgestellte faltbare Elektro-Chopper aus CFK mit dem Namen „Moveo“ der Firma Meshining Engineering (Gaimersheim). Das leichte und faltbare Moped kann in dem Zug oder im Auto mitgenommen werden und bietet so neue Möglichkeiten in der Mobilität auf zwei Rädern.

Dabei stellt die Serienfertigung von Kohlefaserbauteilen oder -produkten eine Herausforderung dar, da die Fertigung zeitaufwendig ist und noch viel Handarbeit erfordert. Die Firma Jacob Composite stellte neue Möglichkeiten in der Serienfertigung von Faserverbundbauteilen vor. Das sog. RTM-Verfahren, eine Möglichkeit der Verarbeitung von faserverstärkten Kunststoffen, stellte die EURO-RTM-Group vor. Life-Vorführungen gaben den Besuchern die Möglichkeit, den Fachleuten im Fertigungsprozess auf die Finger zu schauen.

Intelligente Leichtbaulösungen heißt ganz banal, den richten Werkstoff an der richtigen Stelle einzusetzen, dies abhängig von den jeweiligen Anforderungen wie Tragfähigkeit oder Steifigkeit an ein Bauteil. Häufig wird Multi-Material-Design eingesetzt, wie in einer ausgestellten Crashbox aus dem Automobilbereich gezeigt wurde. Sie besteht aus einem dünnen Stahlblech sowie einem Stützkern aus Glasschaumgranulaten und Polyamid. Bei einer Gewichtsreduzierung von 28 Prozent bietet sie ein höheres gewichtsspezifisches Energieabsorptionspotenzial als die bisherige Serienlösung. Die Crash-Box stammt aus einem Forschungsprojekt mit insgesamt 12 Netzwerkpartnern unter Federführung der Hochschule Landshut.

Ende März 2011 war es wieder soweit: Der vierte Jahrgang des berufsbegleitenden Masterstudiengangs „Applied Computational Mechanics“ wurde feierlich verabschiedet. Die Zeugnisübergabe an die Absolventen/innen erfolgte durch die Studiengangleiter Prof. Dr. Rudolf Dallner von der Hochschule Ingolstadt und Prof. Dr. Otto Huber von der Hochschule Landshut.

Jetzt können die Absolventen/innen mit Freude und Stolz auf die beiden letzten anstrengenden Jahren zurückblicken. In dieser Zeit standen für sie neben den beruflichen Aufgaben und der Familie die Hochschulbesuche und viele mühsame Stunden Selbststudium auf der Tagesordnung. Diese nicht immer eine einfache Zeit liegt jedoch hinter ihnen: Ab sofort dürfen alle den etablierten Titel „Master of Engineering“ tragen. Dieser Titel eröffnet ihnen durch das verliehene Qualitätssiegel der Akkreditierungsagentur ASIIN auch den Zugang zu einer Promotion.

Ob diese Möglichkeit für den einen oder anderen Absolventen eine anzustrebende Perspektive darstellt, werden die nächsten Jahre zeigen. Eines ist jedoch sicher: der Wissenszuwachs im CAE-Bereich (Computer Aided Engineering) durch das Masterstudium bildet für alle Teilnehmer/innen ein wichtige zusätzliche Grundlage für ihr zukünftiges Berufsleben. Aber auch schon in den vergangenen Monaten – während des berufsbegleitenden Studiums – konnten die Studierenden das neu erworbene Wissen gewinnbringend in ihren jeweiligen Unternehmen einsetzen. Die weiteren Berufsaussichten der Masterabsolventen schätzt Dr. Günter Müller, Geschäftsführer der CADFEM International GmbH, als vielversprechend ein, denn er sieht für Simulationsanwendungen noch ein großes Wachstumspotenzial.

Der viersemestrige berufsbegleitende Master-Studiengang "Applied Computational Mechanics", ausgerichtet an den Hochschulen Ingolstadt und Landshut, richtet sich an Berechnungsingenieure. Er befähigt seine Teilnehmer/innen, Entwicklungs- und Fertigungsprozesse in einem zunehmend komplexen Umfeld zu verstehen und zu gestalten und fokussiert auf die rechnergestützte Simulation. Absolventen/innen erhalten das nötige Wissen, um innovative Produkte und Technologien mit modernen Methoden und Instrumenten schneller und kostengünstiger zu entwickeln. Unterrichtssprache ist Englisch.

Dabei bietet dieser Master mit seinem berufsbegleitenden und anwendungsorientierten Ansatz ein innovatives und bisher einmaliges Weiterbildungsangebot im Bereich des Computer Aided Engineering (CAE). Als Public Private Partnership zwischen den Hochschulen Landshut und Ingolstadt und der das Studium organisierenden CADFEM GmbH (Grafing b. München) setzt er zudem Maßstäbe für die oft geforderte engere Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und Wirtschaft. Dieses Konzept findet nicht nur bei deutschen Unternehmen sondern weltweit Anklang. Die Absolventen/in des diesjährigen Absolventen/innen-Jahrgangs kommen neben Deutschland u.a. aus Norwegen, Italien und Indien.

Informationen zum Studiengang sind auf der esocaet-Website zu finden. esocaet (European School of Computer Aided Engineering Technology) ist ein Geschäftsbereich der CADFEM GmbH, hier erläutert auch ein neu erstellter Kurzfilm das grundlegende Konzept des berufsbegleitenden Masterstudiengangs mit seinen komprimierten Präsensblöcken, dem direkten Kontakt zu Mitstudierenden und Dozenten sowie der praxisorientierten Ausrichtung des Studiums.

Das Landshuter Leichtbau-Colloquium an der Hochschule Landshut hat sich mittlerweile zum Branchentreff etabliert. Alle zwei Jahre, heuer zum fünften Mal ausgetragen, konnten die Veranstalter vom Leichtbau Cluster an der Hochschule eine Rekordbeteiligung verzeichnen. „Leichtbau und nachhaltige Mobilität“ lautete das Thema der zweitägigen Veranstaltung. In insgesamt 45 Vorträgen erhielten die rund 270 Teilnehmer aktuelles Wissen und Forschungsergebnisse rund um Leichtbaumaterialien und –technologien. In einer begleitenden Fachausstellung zeigten 23 Aussteller ihr Angebot.

Hochschulpräsident Prof. Dr. Erwin Blum betonte in seiner Begrüßung die Bedeutung des Leichtbaus, diesen weiter voranzubringen sei eine ökonomische und ökologische Verpflichtung. Dabei habe auch der an der Hochschule beheimatete Leichtbau-Cluster eine wichtige Funktion, er sei mit 109 Partnern eine Erfolgsgeschichte und stelle eine wichtige Schnittstelle zu Unternehmen und Forschungseinrichtungen dar. Deshalb habe sich die Hochschulleitung auch entschlossen, den ursprünglich durch Mittel der High Tech Offensive des Freistaates Bayern finanzierten Cluster nun auf eigene Rechnung voranzubringen. Dies gelte natürlich auch für den ebenfalls an der Hochschule beheimateten Cluster Mikrosystemtechnik.

Die Initiatoren der Veranstaltung, Prof. Dr. Otto Huber (wissenschaftlicher Leiter des Forschungsschwerpunkts Leichtbau und des Leichtbau Clusters) und Clustermanager Marc Bicker bedankten sich bei Hochschulpräsident Prof. Dr. Erwin Blum, dessen Amtszeit Ende dieses Semesterts ausläuft, für das große Engagement und die stetige Untersützung des Themas Leichtbaus an der Hochschule Landshut. 

Das Thema „nachhaltige Mobilität“ sei weit gefasst, behandle die Bewegung von Massen allgemein, wie Prof. Dr. Huber in seiner Einführung zum Thema erklärte. Und gerade der Leichtbau spiele hier eine wichtige Rolle. Die Veranstaltung solle eine Plattform bieten, auf der aktuellste Leichtbaulösungen nicht nur gezeigt, sondern auch wissenschaftlich sowie praxisorientiert diskutiert werden könnten.

Besondere Herausforderung Produktionstechnik  

Das enorme Potenzial des Leichtbaus wurde in vielen Vorträgen deutlich, aber auch, dass das „leichte Denken“  in verschiedenen Branchen in sehr unterschiedlichem Maße Einzug gehalten hat. Der Bereich Luftfahrt zählte zu den Vorreitern bei der Einführung von Leichtbaumaterialien, die Bedeutung aber auch die Herausforderungen durch den Einsatz von neuen, leichten Materialien sei hier enorm, wie Prof. Dr. Heinz Voggenreiter (Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt DLR, Stuttgart) ausführte. „Der Materialanteil an CFK (Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe) liegt hier bei mittlerweile vierzig Prozent“, wie er erklärte. Dabei gelte es aber noch viele Hausaufgaben zu erledigen. 

Dies z.B. bei der Simulation von Crashverhalten oder des sog. Impacts, wenn Gegenstände auf die Außenhaut eines Flugzeuges treffen. Auch seien die bisher angewandten kosten- und zeitaufwändigen Manufaktur-Produktionsabläufe nicht in der Lage, den großen Bedarf an Teilen zu decken. Er vergleicht die CFK-Produktion mit dünnen Tesafilmschichten, die man in vielen Lagen - ohne Falten - übereinander aufbringen müsse. Aktuell entwickle man automatisierte Produktionsverfahren, dies sei allerdings eine riesige Herausforderung. Eine höchst sensible Robotertechnik sei nötig, in der Roboter parallel die Produktion und auch die Materialüberwachung (durch Thermografie, Ultraschall und Computertomografie) durchführen müssten.

Leichtbau-Nachholbedarf in der Nutzfahrzeugtechnik

Dagegen stecke der Leichtbau in der Nutzfahrzeugindustrie noch in den Kinderschuhen, wie Jürgen Nowak (Semcon Stuttgart GmH) erläuterte. Dies, obwohl aufs Jahr gerechnet, ein Gewichtsunterschied von nur 250 KG bei einem Sattelzug Kosten in Höhe von durchschnittlich 5.000 Euro verursache. Trotz der Besonderheit der hohen Massen im Bereich der Nutzfahrzeugtechnik könnten Leichtbaustrategien hier Einzug halten. Dies beginne bei Einsparungen von Materialien, wo eigentlich kein Material nötig sei (Designoptimierung), gehe über die Auslegung der Teile auf ihre tatsächliche Beanspruchung bis hin zur Materialsubstitution, z.B. den Einsatz von hochfesten Stählen, Alu oder auch anderen Materialien. Ein Beispiele sei u.a. eine Radaufhängung in Alu-Leichtbauweise.

Vielfältigen Einsatz findet der Leichtbau dagegen mittlerweile in der Automobilindustrie. Allerdings bilden auch hier neue Produktionsverfahren eine Herausforderung. Spritzguss komme hier bereits verstärkt in Einsatz. Kosten und Material sparend seien aber Verfahren, in denen Produkte hergestellt werden können, die beispielsweise Metalle mit Leichtbaumaterialien wie GVK (Glasfaserversärkte Kunststoffe) oder CFK integriert herstellen könnten, wie Dr. Marcus Schuck (Jacob Composite GmbH, Wilhelmsdorf) ausführte. Er stellte einige Praxisbeispiel vor, wie z.B. die bereits laufende Serienproduktion der Rücksitzlehne eines BMW X3, bei dem so über 50 Prozent des Gewichts und viele Montagetätigkeiten eingespart werden können.

Leichtbau neu denken

Dr. Volkmar Wagner (BMW Group, München) stellte das von BMW verfolgte ganzheitliche Bilanzierungskonzept vor. Dies beinhalte von der Energiegewinnung und Rohstoffbezug über die Produktion bis hin zum Recycling den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeuges. Die Aktivitäten reichen von der Entwicklung kraftstoffsparender und alternativer Fahrzeugkonzepte u?ber ressourcenschonende Produktionsprozesse bis hin zu umweltfreundlichen Recyclingverfahren.

Welche Auswirkungen dies auf die Produktion hat, zeigte Dipl.-Ing. Jean-Marc Ségaud (Leichtmetallgießerei, BMW Group, Landshut). Die BMW Group habe in den vergangenen zehn Jahren den Energieverbrauch pro produziertes Fahrzeug um 26 Prozent und den Wasserverbrauch um 47 Prozent gesenkt. Gleichzeitig sank die Emission von Kohlendioxyd in der Produktion um 24 Prozent. In der Landshuter Leichtmetallgießerei sei hinterfragt worden, wie hier sowohl Energie als auch Kosten gespart, Ressourcen effizient eingesetzt und wirtschaftlich nachhaltig produziert werden könnte. So werde z.B. die Abwärme der Schmelzerei über Wärmetauscher abgefangen und  für andere Produktionsprozesse zur Verfügung gestellt. Beim Druckgießen habe man durch intelligente Schaltung der Komponenten in der produktionsfreien Zeit den Stromverbrauch um 24 Prozent reduziert.

Eine breite Diskussion nahmen auch die Fahrzeugkonzepte der Zukunft ein. Dipl.-Ing. Peter Urban IKA Institut für Kraftfahrzeugtechnik der RWTH Aachen zeigte, dass das Gewicht eines Fahrzeuges eine maßgebliche Größe für den Energieverbrauch darstellt. Er spricht sich gerade für die mit Elektromotor angetriebene Fahrzeuge für die Entwicklung von auf die speziellen Bedürfnisse abgestimmte Fahrzeuge aus, ein sog. "Purpose Design". Bisher seien konventionelle Fahrzeuge auf E-Antrieb umgerüstet worden, dabei seien beispielswies gerade die schweren Batterien meist im Heck eingebaut worden, was eine zusätzliche Versteifung erfordere. Um den Anforderungen der Crashsicherheit aber gerecht zu werden, sollten die Batteriemodule vorrangig im Bodenbereich untergebracht werden. Insgesamt müsse gerade bei E-Autos auf Leichtbau besonderer Wert gelegt werden, da zusätzliche Masse auch eine höhere Batterieleistung erfordere, was wiederum mehr Gewicht und höhere Kosten verursache. Das zukünftige Fahrzeug-Konzept müsse auf Basis des Innenraumbedarfs und der Technik, bei der die Batteriemodule den größten Raum einnehmen, unter Einsatz von Leichtbaumaterialien gewichtsoptimiert erfolgen.

Vorgestellt wurden auch Fahrzeugkonzepte wie der im Shell Eco-marathon erfolgreiche Kabinenroller mit einem Verbrauch von weniger als 0.1 Liter pro 100 Kilometer (Hochschule München) und ein faltbarer eChopper aus CFK (MESHINING Engineering Deutschland GmbH, Gaimersheim). Für einen Showeffekt sorgte Segway mit seinen einachsigen vor allem aus Messen bekannten elektrisch getriebenen Fahrzeugen. Dies sei mit 100.000 Fahrzeugen, die bereits im Einsatz seien, das erfolgreichste E-Fahrzeug überhaupt, wie berichtete, der seine Präsentation stehend bzw. rollend auf einem seiner Fahrzeuge hielt. Mittlerweile seien diese Roller mit einer Höchstgeschwindigkeit von 20 km/h auch von der Bundespolizei am Düsseldorfer Flughafen testweise im Einsatz. 

Daneben wurden im Leichtbau Colloquium vielfältige aktuelle Forschungsergebnisse präsentiert. Dies zu neuen Materialien wie beispielsweise Schäume, höchstfeste Aluminiumlegierungen oder Magnesiumknetlegierungen, zu Kleb- und Verbundtechniken oder auch zu unterschiedlichen Produktionsverfahren. In drei parallelen Sessions zu unterschiedlichen Themenschwerpunkten erhielten die Teilnehmer aktuellstes Wissen rund um den Leichtbau und hatten die Gelegenheit wertvolle Kontakte zu knüpfen.

Das Thema Leichtbau verbindet man generell mit neuen, alternativen Werkstoffen. Dass auch Metalle hier eine wichtige Rolle spielen, zeigte das 5. Landshut-Ingolstädter Leichtbausymposium im Audi Forum in Ingolstadt. Veranstaltet von den Hochschulen Landshut und Ingolstadt sowie dem Leichtbau-Cluster, informierten sich mehr als 70 Experten über neuste Trends beim Einsatz von Metallen im Leichtbau. Das eintägige Tagungsprogramm setzte sich aus Fachvorträgen sowie einer Besichtigung der Automobilproduktion bei der AUDI AG in Ingolstadt zusammen.

Auf Leichtbau abgestimmtes Denken notwendig

Als Hauptfaktoren beim Leichtbau stellten die Initiatoren und Moderatoren der Veranstaltung, Prof. Dr. Jörg Wellnitz (Hochschule Ingolstadt) und Prof. Dr. Otto Huber (Hochschule Landshut) vor. Dies seien u. a. optimale Materialien, Fertigungstechniken, Funktionen, Sicherheitsaspekte, Kostenstrukturen und CO2-Emmission. All diese Bereiche müssten nachhaltig verbessert werden, obwohl sie sich gegenseitig, oftmals gegenläufig beeinflussen. Die Thematik „Leichtbau“ mit ihren vielen Einflussgrößen habe viel Potenzial, erfordere aber auch ein auf Leichtbau abgestimmtes „Denken“. Nicht nur bei den Bauteilen, sondern bereits bei deren Konstruktion. Die vielfältigen Kompetenz der Partner in einen Netzwerk wie dem Leichtbau Cluster könne dabei überproportional genutzt werden.

Bleche und Verbundmaterialien mit Leichtbaupotenzial

Welche Fortschritte und welch großes Potenzial moderne Stahlblechwerkstoffe in der Produktion beim Automobilhersteller versprechen, erläuterte Erik Hilfrich (ThyssenKrupp Steel Europe AG). Er ging erst auf die aktuellen Sandwichblechwerkstoffe ein und betonte dann die Chancen von zukünftigen Stahlblechen, die bei relativ geringer Temperatur „warmumgeformt“ werden könnten und trotzdem höchste Festigkeit (bis zu 1.900 MPa) versprechen.

Ein neuen Werkstoff aus Manganblech, genannt MnE21, für den Einsatz im automobilen Leichtbau stellten Dr. Stephen Rudzewski (Technikleiter Semcon Holding) und Peter Stolfig (Geschäftsführer Stolfig GmbH) vor. Durch den hohen Anteil von Magnesium sei das Material sehr leicht und stabil, auch die Energiebilanz sei sehr positiv, erste Anwendungen im Automobilbau seien bereits gelungen, „im Frühjahr 2011 soll ein Modulquerträger als Versteifungsgerippe in den Serieneinsatz kommen“, verriet Stolfig.

Auf die großen Möglichkeiten von Metallschäume im modernen Automobilbau ging Prof. Dr. Jörg Wellnitz von der Hochschule Ingolstadt ein. Nähme man die Festigkeitsstrukturen an Bauwerken, in der Natur oder im menschlichen Knochenbau als Vorbilder und würde man dies Erkenntnisse auf die Konstruktion von zum Beispiel Karosseriestrukturen oder Formbauteilen anwenden, könnte ein erheblicher Beitrag zum Leichtbau geleistet werden.

Wettbewerbsvorteile durch Leichtbau

Welche Wettbewerbsvorteile Werkstoffsubstitution einem Unternehmen bringen kann, verdeutlichte Jan-Michael Roß (Universität Augsburg). Er stellte die ersten Ergebnisse einer wissenschaftlichen Untersuchung vor, die sich u.a. mit dem richtigen Zeitpunkt der Markteinführung eines neuen Werkstoffes sowie deren Auswirkungen befasst. Nach Sparten getrennt zeigte er das Potenzial beim ersetzten bestimmter Werkstoffe auf, bei der Durchsetzbarkeit von Mehrkosten gäbe es große Unterschiede zwischen dem Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt oder dem Maschinen- und Anlagenbau.

Welche Potenziale durch moderne Gussteile für den Leichtbau entstanden sind, zeigte Prof. Dr. Klaus Eigenfeld (Leiter des Gießerei-Instituts der Technischen Universität Bergakademie Freiberg). Besonders im Motoren- und Getriebebau sei viel Leichtbaupotenzial umgesetzt worden. Die stabilen Strukturen an Gehäusen bei gleichzeitig geringerem Gewicht und höherer Funktionsübernahme ließen sich auch in gegossenen Integralträgern umsetzen, die zum Beispiel im Audi A8 als hinterer Längsträger oder in Türinnenteilen anderer Fabrikate zu finden sind.

Einsatzmöglichkeiten von Leichtbauwerkstoffen und -konstruktionen zeigte Dr. Joachim Wloka (Audi AG und Leiter Kompetenzfeld „Produktions- und Automatisierungstechnik“ an der Hochschule Ingolstadt) an den aktuellen Modellen des Ingolstädter Automobilherstellers auf. Er zeigte, die enorme Gewichtsersparnis bei gleichzeitiger Stabilitätserhöhung in der Aluminiumkonstruktion des Audi A8 in drei Generationen bzw. 25 Jahren Produktionszeit sowie beim Einsatz einer Stahl-Aluminium-Karosserie (Audi TT) und der steigenden Verwendung von Kunststoffbauteilen.

Einen detaillierter Einblick in die Abläufe der automobilen Fertigung und die Anwendung automobiler Leichtbautechnologien bot schließlich ein Rundgang durch die laufende Audi-Produktion im Werk Ingolstadt.

Ausblick: 5. Landshuter Leichtbaucolloquium

Die nächste Veranstaltung des Leichbau Clusters steht bereits auf der Agenda: Wie Marc Bicker (orgnisatorischer Leiter des Cluster Leichtbau) ankündigte wird das 5. Landshuter Leichtbau-Colloquium am 23./24. Februar 2011 an der Hochschule Landshut das „Leichtbau und nachhaltige Mobilität“ haben. 45 Fachreferenten werden in den einschlägigen Kerndisziplinen des Leichtbaus neue Entwicklungen aus dem Leichtbau bieten und wie in den letzten Jahren einen Branchentreff in diesem innovativen Themenfeld darstellen.

Fachleute unterschiedlichster Branchen trafen sich an der Hochschule Landshut zum  2. Forum „Multi Material Design für Leichtbauanwendungen“. In diesem Rahmen wurde das neue Labor für Klebtechnik und Verbundwerkstoffe  der Hochschule eingeweiht.

Das Fachforum stellte eine Fortsetzung der erfolgreichen Kooperation bayerischer Netzwerke dar, es wurde vom Leichtbau-Cluster zusammen mit der Carbon Composites e.V. sowie dem Cluster Neue Werkstoffe organisiert. „Speziell in der Zusammenarbeit von Netzwerken liegt großes Potenzial für einen branchenübergreifenden Austausch zu den komplexen Themenstellungen des Leichtbaus“, betonte Hochschulpräsident Prof. Dr. Erwin Blum, bei der Begrüßung der mehr als 60 Teilnehmer aus unterschiedlichsten Branchen .

„Die Kombination von verschiedenen Materialien im Multi Material Design bietet eine hervorragende Möglichkeit beanspruchungsgerecht, material- und energieeffizient und somit wirtschaftlich zu konstruieren und produzieren“, so Prof. Dr.-Ing. Otto Huber, technisch-wissenschaftlicher Leiter des Leichtbau-Clusters in seiner Einführung.  „Für hochbelastete Bauteile, wie den Flugzeugpropeller, entstehen gerade durch den Materialverbund langlebige Lösungen“, erläuterte Gerd Mühlbauer, MT Propeller GmbH. Die Verbundbauweise mit natürlichen Rohstoffen (Holz und Kunstharze) habe wesentlich zum Erfolg von Propellern beigetragen. Mit modernen Werkstoffkombinationen, beispielsweise mit glas- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, würden heute leistungsoptimierte Propeller hergestellt, die hervorragende Reparaturfähigkeit von Holzwerkstoffen sorge für eine sehr hoher Lebensdauer.

Multi Material Design müsse über den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeuges konzipiert werden, erklärte Reinhard Hoock, BMW AG. Neben den Materialeigenschaften und der Konstruktion, seien dabei die gesetzlichen Regularien ebenso wichtig, wie auch die Werkstoffverfügbarkeit. „Die Bewertung der Nachhaltigkeit und geeignete Recyclingstrategien spielen bei der Werkstoffauswahl in der Fahrzeugentwicklung von Beginn an eine große Rolle“ so Hoock weiter.

Leichtbaupotenziale von textilen Strukturen bei Automobilsitzen beleuchtete Rudolf Schröder, apos GmbH & Co. KG. Die Kombination aus elastischen Fasereigenschaften und thermofixierter Gewebebindung ergäbe einen dauerelastischen Werkstoff, der zur Einsparung von Sitz-Unterfederungskonstruktionen genutzt werden könne. Gerade im Automobilumfeld spielen derartige Leichtbaupotenziale natürlich eine große Rolle.

„Leichtbau kann auch verstanden werden als ‚leicht zu bauen’ und durch den Einsatz von ortsüblichen Materialien entsteht dabei häufig Multi Material Design“, so schlug Prof. Schlimmer die Brücke zu Mauerwerksverstärkungen mit Naturfasern. Er berichtete über ein Entwicklungsprojekt im Iran, rund um den größten Lehmbau der Welt, die Zitadelle von Bam. Die präsentierte Lösung aus biaxialer Naturfaserverstärkung sei mittels detaillierter Beanspruchungsanalyse, sowie computergestützter Simulation abgesichert und erfülle auch die ästhetischen Ansprüche vor Ort.

Einweihung des Labors Klebtechnik und Verbundwerkstoffe

Im Anschluss an das Fachprogramm lud Prof. Dr. Karl Reiling (Fakultät Maschinenbau) die Teilnehmer zur offiziellen Einweihung des Labors für Klebtechnik und Verbundwerkstoffe der Hochschule Landshut ein. Die Klebtechnik verbinde als wärmearmes Fügeverfahren neben metallischen Werkstoffe zunehmend Leichtbauwerkstoffe wie Faserverbunde. Die Mischbauweisen z.B. im Automobilbau werde erst durch die Klebtechnik zu einem Kosten und Gewicht senkenden Faktor, wie Laborleiter Prof. Dr. Karl Friedrich Reiling ausführte.

"Gerade durch die Verwendung von leichten Faserverbundwerkstoffen mit metallischen Lasteinleitungen oder Anbindungen an Metallstrukturen ergeben sich konstruktive Anforderungen, die nur von der Klebtechnik erfüllt werden können", erklärte er weiter. Das Labor ermögliche einerseits die Fertigung von Faserverbundstrukturen und Prototypbauteilen, andererseits die werkstoffmechanische Prüfung von Klebstoffen und Verbundwerkstoffen. Es soll diese Schlüsseltechnologie des Leichtbaus den bayerischen Unternehmen zur Verfügung stellen. Bayerns starke Netzwerke rund um die Themen des Leichtbaus, mit Ihren jeweiligen regionalen und thematischen Stärken, konnten bei diesem Forum wiederum ihre enge Zusammenarbeit unter Beweis stellen. Weitere Aktivitäten sollen folgen, so Marc Bicker, kaufmännischer und organisatorischer Leiter des Leichtbau-Clusters.