Mar 07, 2018
Wandel – Prognose – Transfer: FOREL-Studie 2018 erschienen
Individuelle Mobilität in 10 bis 15 Jahren
Das Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (FOREL) hat unter dem Titel „Ressourceneffizienter Leichtbau für die Mobilität: Wandel – Prognose – Transfer“ die FOREL-Studie 2018 veröffentlicht. Sie thematisiert innovative Fertigungstechnologien für kommende Fahrzeugarchitekturen, zeigt Defizite auf und leitet Handlungsbedarfe ab. In diesem Jahr wird die Umfrage mit mehr als 220 Insidern erstmals ergänzt durch ausführliche Interviews mit Entscheidungsträgern aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie zugehörigen Dienstleistern.
Technologiewandel in vollem Gange
Aufbauend auf den Erkenntnissen der FOREL-Studie 2015 sowie den Forschungs- und Entwicklungsergebnissen von nunmehr zehn FOREL-Technologieprojekten wird in der Studie der aktuelle Technologiewandel in der Mobilität untersucht. Vor dem Hintergrund des Wettbewerbs zwischen konventionellen und neuen Antriebskonzepten, sich wandelnder Nutzungsprofile sowie neuer Bauweisen spielt der funktionsintegrative Systemleichtbau als Querschnittsdisziplin weiterhin eine Schlüsselrolle. So erwarten die befragten Experten neben höheren Leichtbaugraden und steigenden technischen Anforderungen auch einen deutlich zunehmenden Entwicklungsdruck hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit zukünftiger Fahrzeuge. Auf der Ebene der Bauteilfertigung wird neben erhöhter Fertigungsflexibilität und Ressourceneffizienz auch eine verbesserte und durchgängige Prognosefähigkeit gefordert.
Projekt ReLei, eines von 10 FOREL-Technologieprojekten: Mit dem Technologiedemonstrator wurde erstmals die entwickelte Spritzgieß-Fertigungstechnologie des „Schäumformens“ an einer komplexen Geometrie umgesetzt.
Simulationen und systematisches Technologiemanagement
Die Studie gibt methodische Handlungsempfehlungen, um diesen vielfältigen Herausforderungen gerecht zu werden. So wird aufgezeigt, dass die numerische Simulation heute ein unersetzliches Werkzeug für die Auslegung von Fertigungsverfahren und Strukturbauteilen geworden ist. Damit virtuelle Methoden jedoch auch zukünftig in der Lage sind, die Komplexität der Technologien abzubilden, fordern die Experten eine bessere Zugänglichkeit von Kennwerten sowie einheitliche Simulationsschnittstellen.
Um so früh wie möglich zu wissen, welche innovativen Technologien tatsächlich in der Produktion ankommen werden, wird weiterhin ein systematisches Technologiemanagement benötigt. Laut den Ergebnissen der Studie fällt es insbesondere Zulieferern schwer, die Industrialisierung vielversprechender Technologien aktiv zu verfolgen.
Ökologische Nachhaltigkeit als Grundvoraussetzung für Leichtbau
Die Experten sind sich zudem einig, dass sich die Entscheidung für oder gegen einen Leichtbauwerkstoff zukünftig verstärkt nach den Auswirkungen auf den gesamten Produktlebenszyklus – von der Wiege bis zu Bahre – richten wird. Hierfür hat sich die Methode des Life Cycle Assessment (LCA) grundsätzlich etabliert. Die Studie zeichnet hier jedoch ein differenziertes Bild. Einerseits wird der Wille zur stärkeren Berücksichtigung der Ökologie klar bekundet, andererseits werden aber auch Hemmnisse, wie der hohe, notwendige personelle und finanzielle Aufwand, erkennbar, die den Einsatz des LCA bis dato limitieren.
Langfristige Entwicklung von Leichtbauanwendungen
Die FOREL-Studie 2018 gibt wichtige Impulse für die zukünftige Ausrichtung der Plattform FOREL und die anwendungsnahe Weiterentwicklung des Leichtbaus für die Mobilität von morgen. Aus der Analyse der Umfrageergebnisse und Experten-Interviews gehen komplexe Aufgabenstellungen hervor, die weit über die herkömmliche Technologieentwicklung hinausgehen. Die Forscher um den Koordinator Prof. Dr. Maik Gude sehen in dem Gedanken der übergreifenden und offenen Plattform hierfür genau den richtigen Ansatz: „Die einzigartige, im Rahmen von FOREL verfügbare Kombination von Know-how und Fertigungsanlagen zeichnen das Netzwerk aus. Die FOREL-Studie 2018 formuliert klare Anforderungen an den ressourceneffizienten Leichtbau. Nur durch die Anwendung ganzheitlicher Methoden und die Integration aller Akteure entlang der gesamten Prozesskette können die Zielstellungen erreicht werden.“
Veränderte Bauteilanforderungen in 10 bis 15 Jahren
Neben der Initiierung weiterer Technologieprojekte unter dem Dach von FOREL dienen die in der FOREL-Studie 2018 formulierten Szenarien der Fortschreibung der Leichtbau-Roadmap der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE).
Die FOREL-Studie 2018 wurde unter Leitung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden in Zusammenarbeit mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn, dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaft (iwb) der Technischen Universität München, dem Institut für Aufbereitungsmaschinen (IAM) der Technischen Universität Bergakademie Freiberg und dem Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der TU Dortmund entwickelt.
In die FOREL-Studie flossen Antworten von Kleinbetrieben und mittelständischen Unternehmen ebenso ein wie Einschätzungen aus Forschung und Entwicklung (F&E) sowie Prognosen von Großunternehmen wie Zulieferern und OEM aus der Automobilbranche und verwandten Wirtschaftszweigen.
Die FOREL-Studie ist als Buch über bestellbar oder online auf http://www.plattform-forel.de/studie abrufbar.
© TUD/ILK
Chair of Lightweight Systems Engineering and MultiMaterial Design
NameProf. Dr.-Ing. habil. Maik Gude
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