Das auf zweieinhalb Jahre angelegte Projekt „hypro – Ganzheitliche Umsetzung hybrider Bauweisen in die Serienproduktion“ startete im Mai und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter Betreuung des Projektträgers Jülich mit 3,3 Millionen Euro gefördert. Beteiligt sind elf Einrichtungen aus Forschung und Industrie.

Hochbelastbare, multifunktionale Strukturen schaffen

„Hybridstrukturen aus Faserverbund, Kunststoff und Metall werden bereits im Fahrzeugbau genutzt, um das Karosseriegewicht zu reduzieren und die Crashsicherheit zu erhöhen. Mit hybriden Bauteilen könnten künftig vermehrt hochbelastbare, multifunktionale Fahrzeugstrukturen geschaffen werden, die Energie und umweltschädliche Emissionen einsparen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Leiter des Laboratoriums für Werkstoff- und Fügetechnik, der mit seinen wissenschaftlichen Mitarbeitern Heinrich Günter und Julian Vorderbrüggen das Forschungsprojekt betreut. Obwohl die aus Faserverbund, Kunststoff und Metall bestehenden Hybridstrukturen verschiedene Vorteile gegenüber den klassisch im Fahrzeugbau eingesetzten Materialien wie konventionellem Stahl bieten, sind sie bislang nicht Teil der Serienproduktion, denn es gibt noch zu viele Unwägbarkeiten. Hier setzen die Paderborner Forscher mit ihren Partnern an.

 „Im Projekt wollen wir eine kombinierte physische und virtuelle Prozesskette für Faserverbund-Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen aufbauen und analysieren, wie diese Kette in seriennahen Produktionsszenarien angewendet werden kann“, beschreibt Meschut den Forschungsansatz. Den Kern der Prozesskette soll eine flexible Fertigungszelle bilden, in der sich Hybridstrukturen mittels Spritzguss-Kombinationstechnik herstellen lassen. Die Zelle soll es Autobauern später ermöglichen, eine breite Palette metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe vollautomatisiert und wandlungsfähig vorzubehandeln.

Mit etablierten Fügetechnologien untersucht das Team um Meschut, wie sich die Faserverbund-Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen effizient in Montagelinien der Serienproduktion von Fahrzeugen integrieren lassen. „Außerdem werden wir spezifische Demontage- und Reparaturkonzepte für die Hybridkomponenten entwickeln“, ergänzt Günter.

Im Projekt hypro werden die Faserverbund-Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen ferner in den einzelnen Prozessschritten Entwicklung, Charakterisierung und Fertigung komplett digitalisiert. Dazu Vorderbrüggen: „Durch diese Virtualisierung der Prozesskette und das Zusammenführen von Real- und Simulationsdaten wird es künftig möglich sein, die Qualität der Hybridstrukturen zerstörungsfrei zu sichern und gezielt die Bauteileigenschaften der Hybridkomponenten zu prognostizieren.“

Die Projektpartner

„Hypro“ wird von Brose Fahrzeugteile in Bamberg sowie dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden koordiniert. Beteiligt sind außerdem Aumo, Cobes , Fep Fahrzeugelektrik Pirna, GK Concept, Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie, Plasmatreat und Symate.

Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Universität Paderborn
Pohlweg 47 – 49
33098 Paderborn
Tel.: +49 5251 603031
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