LeiKom-Handbuch Produkt Instrumente zur Entwick- lung - IfG

höheren Entwicklungsaufwand erfordern und eine umfassende Erprobung vor der Freigabe
für den Serieneinsatz durchlaufen müssen. Hilfe bei der Auswahl der in Frage kommenden
Substitutionswerkstoffe bieten Material-Property-Charts, Werkstoffdatenbanken und Informationen
der Werkstoffhersteller. Oftmals überschneiden sich die Anwendungsbereiche von
Werkstoffgruppen in Bezug auf einzelne oder auch mehrere Werkstoffparameter, so dass
mögliche Substitutionswerkstoffe direkt aus den Material-Property-Charts zu entnehmen
sind. Zudem werden die Grenzen der Anwendungsbereiche von Werkstoffgruppen durch
neue Werkstoffentwicklungen und –optimierungen ständig weiter ausgedehnt, so dass der
Hersteller eines Produkts eine regelmäßige Überprüfung von zur Verfügung stehenden Substitutionswerkstoffen
vornehmen muss. Insbesondere die intensive Entwicklungstätigkeit auf
dem Gebiet der Polymer- und Verbundwerkstoffe spielt dabei für den Werkstoffleichtbau eine
wichtige Rolle.
Beim Werkstoffleichtbau durch Werkstoffsubstitution ist ein erhöhtes Entwicklungsrisiko allein
dadurch gegeben, dass die Entwicklung neuer Werkstoffvarianten und deren Erprobung
eine wesentlich stärkere Beteiligung von Seiten des Konstrukteurs erfordert und damit das
Entwicklungsrisiko in Richtung zum Kunden hin verschiebt. Häufig erfordert die Entwicklung
und Erprobung neuer Werkstoffe die Beteiligung bzw. den Aufbau einer eigenen Entwicklungsabteilung
auf Seiten des Kunden. Zu den entsprechend höheren Entwicklungskosten
kommen ebenso deutlich höhere Material- und Fertigungskosten, die für Leichtbauwerkstoffe
im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionswerkstoffen veranschlagt werden müssen (siehe
hierzu auch Kap. 8)
3.2 Konstruktiver Leichtbau (Strukturleichtbau)
Ist aufgrund von Entwicklungsvorgaben und technischen Randbedingungen keine weitere
Optimierung der Tragfähigkeit einer Konstruktion durch die Methoden des Werkstoffleichtbaus
möglich oder wurden diese Möglichkeiten bereits ausgereizt, ohne das gewünschte
Resultat erreicht wurde, so lässt sich eine weitere Nutzlastoptimierung i. d. R. nur über einen
konstruktionsseitigen Leichtbauansatz realisieren.
Hierbei steht eine möglichst umfassende Analyse der Belastungssituation im Vordergrund.
Bei komplexen Bauteilen oder Baugruppen ist eine separate Betrachtung der Belastungsverteilung
in einzelnen Bauteilsegmenten zulässig. Sind die auftretenden Belastungen bekannt,
so lassen sich mit Hilfe von Methoden der Festigkeitslehre unterschiedliche Lösungsvorschläge
für Teilprobleme rechnerisch ermitteln und anhand ihrer relevanten Kennwerte miteinander
vergleichen. So kann z.B. bei auf Biegung beanspruchten Teilsegmenten durch
sinnvoll gewählte Versteifungen Material eingespart werden.
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