Über 130 Experten trafen sich Ende Februar zum Austausch und zum Netzwerken an der Hochschule Landshut zum Landshuter Leichtbau-Colloquium.

Ein Credo war: Um das Leichtbau-Innovationspotenzial voll ausschöpfen zu können, müsse man länder- und disziplinenübergreifend sowie über Instituts- und Unternehmensgrenzen hinweg denken und agieren. Dies erläuterte Veranstaltungsinitiator Prof. Dr. Otto Huber. Dementsprechend lautete das Thema des mittlerweile 12. LLC, das alle zwei Jahre vom Leichtbau-Cluster an der Hochschule Landshut organisiert wird, „Leichtbau – Grenzen überwinden und Innovationen gestalten“.

Faktor für die Volkswirtschaft

Die Bedeutung einer länderübergreifenden Zusammenarbeit und Netzwerkarbeit betonten dabei Vertreter des deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) – das die Schirmherrschaft der Veranstaltung übernommen hatte – und des österreichischen Bundesministeriums für Klimaschutz (BMK, Wien). Der Leichtbau sei eine Querschnittstechnologie, die für Ressourcenschonung und Klimaschutz in vielen Branchen und auch für die Volkswirtschaft eine wichtige Rolle spiele. Rund 124 Milliarden Euro, knapp 4 Prozent der deutschen Wertschöpfung, entstehen durch den Leichtbau, erläuterte Michael Kellner (Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK, Berlin) in seinem Videogrußwort. In Österreich sei der Leichtbau für 2,7 Prozent des Bruttoinlandproduktes verantwortlich, wie Kommissär Walter Mauritsch (BMK, Wien) ausführte. Beide betonten die Bedeutung von Transfer zwischen Forschung und Industrie sowie von internationaler Zusammenarbeit, die beispielsweise der „Lightweight Call international“ über das Programm M-ERA.Net fördern soll, der noch im Frühjahr dieses Jahres kommen wird.

Schlaglicht auf Vorträge

Den Auftakt bildeten zwei Referate aus dem Bereich Luftfahrt. Mit einem neuentwickelten und wasserstoffgekühlten elektrischen Axialflussmotor befasste sich ein Vortrag von Prof. Dr. André Baeten (TH Augsburg). Die Herausforderung in der Luftfahrt laute, klimaneutral und ressourceneffizient zu werden, E-Fuels, aber auch elektrische Antriebe und Brennstoffzellen seien Themen. Brennstoffzellen arbeiten emissionsfrei, der sehr leichte Axialflussmotor arbeite mit einer sehr hohen elektrischen Effizienz, hätte aber mit Überhitzungen zu kämpfen. Im Forschungsprojekt K-AXFLUX-H2 – gefördert durch die „Holistic Air Mobility Initiative (HAMI) – habe man diese Herausforderung gelöst. Man habe einen leichtbauoptimierten Axialflussmotor entwickelt, bei dem Wasserstoff zum Kühlen und auch als Energiequelle für die Brennstoffzelle genutzt werde. Gerade für die zivile Luftfahrt, geprägt durch rund um die Uhr eingesetzte Flugzeuge und deren extrem lange Lebensdauer, spiele Leichtbau eine besondere Rolle, wie Peter Glaser, FACC AG, Ried im Innkreis (A) im zweiten Plenumsvortrag betonte. Da 98 Prozent der Treibhausgasemissionen während des Betriebs entstünden, sei jedes Gramm an eingesparter Masse wichtig. Kostengünstige Leichtbau-Lösungen für gewichtseffiziente Flugzeug-Strukturen könnten einerseits durch den Einsatz von effizienten (leichten) Materialein oder durch Optimierungen umgesetzt werden. Dabei müssten Lösungen wegen des hohen Wettbewerbsdruck kostengünstig sein.

Weitere Lösungen

Als Beispiel für industrielle Anwendungen zeigte z.B. Dr. Martin Hillebrecht eine von der EDAG Engineering GmbH entwickelte, gewichtsoptimierte Bodengruppe für leichte Nutzfahrzeuge mit elektrischem Antrieb (Batterie oder Brennstoffzelle). Mit Hilfe von lastgerecht gestalteten 3D-Rollprofilen und höherfesten Stählen konnte trotz eines deutlich erhöhten zulässigen Gesamtgewichts von nun 4,2 t und einer Erhöhung der Nutzlast um 30 Prozent eine Gewichtsersparnis von bis zu 21,5 Prozent im Vergleich zu aktuellen Verbrennermodellen erzielt werden. Dies verspricht gerade bei der hohen Fahrleistung dieser Fahrzeuge eine deutliche Minimierung des CO2-Footprints, gleichzeitig sinke der Anlageninvest deutlich, ebenso die Kosten im Vergleich zur konventionellen Umformung.

Dass sich auch Holz, das sich durch geringes Gewicht bei hoher Stabilität und Umweltfreundlichkeit auszeichnet, als Leichtbau-Werkstoff hervorragend eignet, verdeutlichte Thomas Krenke (W.E.I.Z. Forschungs & Entwicklung gGmbH). Gerade als Hybridmaterial in Verbindung mit Metallen oder Kunststoffen habe es großes Leichtbaupotenzial.

Bandbreite des Leichtbaus

Untersuchungen zum Strangpressen von partikelverstärkten Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen präsentierte Prof. Dr. Steve Siebeck (Westsächsische Hochschule Zwickau), eine Lebensdauermodellierung von gegossenen Nickelbasislegierungen auf Basis der Defektverteilung erläuterte Florian Mader (Hochschule Landshut), die mikromechanische Simulation des Schädigungsverhaltens von gelöteten Nickelbasisblechen Jakob Huber (TU München). Analysen zur zerstörungsfreien Prüfung und Charakterisierung von geschäumten Kunststoffen zur verbesserten Qualitätskontrolle (Marcel Mayr, SKZ – FFE gGmbH) waren ebenso Thema wie die Herstellung und die Eigenschaften von additiv gefertigten metallischen Lattice-Platten-Strukturen (Martin Maier, Hochschule Landshut).

Im Bereich der additiven Fertigung beleuchtete u.a. Frank Schubert (TU Chemnitz) das Leichtbaupotenzial und die Wirtschaftlichkeit von Mittelmangan-Legierungen (L-PBF gefertigt). „L3ichtglas“ unter Verwendung eines Polymers auf Basis von Kartoffelstärke mit einer 3d-druckbaren Kernstruktur im adhäsiven Verbund mit Glas als Ersatz für schweres Isolierglas zeigte Benjamin Scherer von Innovent e.V. aus Jena.

www.leichtbau-colloquium.de