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6. LandshuterLeichtbau-ColloquiumSystemleichtbau als ganzheitlicher AnsatzTagungsband zum Colloquium27. / 28. Februar 2013Hochschule LandshutHerausgeberOtto Huber, Marc BickerLeichtbau-Cluster, Hochschule Landshut

6. LandshuterLeichtbau-ColloquiumSystemleichtbau als ganzheitlicher AnsatzTagungsband zum Colloquium27. / 28. Februar 2013Hochschule LandshutHerausgeberOtto HuberMarc BickerLeichtbau-ClusterHochschule Landshut

Vortragstexte zum 6. Landshuter Leichtbau-Colloquiumveranstaltet durch den Leichtbau-ClusterFachliche Leitung: Prof. Dr.-Ing. Otto HuberOrganisatorische Leitung: Dipl.-Kfm. (FH) Marc Bicker, MBAFachkomitee:Prof. Dr.-Ing. H. Baier, Technische Universität MünchenDr.-Ing. M. Brune, BMW Group, MünchenDr. rer. nat. J. Eßlinger, MTU Aero Engines GmbH, MünchenProf. Dr.-Ing. O. Huber, Hochschule LandshutDr.-Ing. R. Mehn, Hochschule LandshutProf. Dr.-Ing. W. Muntzinger, Universität der Bundeswehr MünchenProf. Dr.-Ing. K.-F. Reiling, Hochschule LandshutProf. Dr.-Ing. W. Reimann, Hochschule LandshutProf. Dr.-Ing. H. Saage, Hochschule LandshutProf. Dr.-Ing. J. Wellnitz, Hochschule IngolstadtAkad. Dir. Dr.-Ing. W. Winter, Universität Erlangen-Nürnberg© Leichtbau-Cluster 2013Hochschule LandshutAm Lurzenhof 184036 LandshutTel. +49 (0) 871 / 506-134FAX +49 (0) 871 / 506-590info@leichtbau-cluster.dehttp://www.leichtbau-cluster.deLC-VerlagISBN 978-3-9812696-3-5

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013VorwortAls Kompetenznetzwerk für Leichtbautechnologien führt der Leichtbau-Cluster seitüber zehn Jahren Unternehmen und Institutionen verschiedenster Branchen zusammenund fördert einen intensiven Wissens- und Erfahrungsaustausch. Der Leichtbau-Cluster versteht sich dabei als branchen- und technologieübergreifendes Netzwerk.Eine aktuelle McKinsey-Studie prognostiziert, dass der Anteil von Leichtbauwerkstoffenim Automobilbau von heute 29 % bis zum Jahr 2030 auf gut zwei Drittel steigenwird. Die isolierte Betrachtung des Stoff-, Form- und Fertigungsleichtbaus ist jedochfür die Optimierung von Leichtbaustrukturen und Systemen nicht ausreichend.Über den Stoff-, Form- und Fertigungsleichtbau hinausgehend bietet der Systemleichtbauweitere Möglichkeiten, den Leichtbaugrad von Strukturen und Systemenauch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu steigern. Komplexe Strukturen undSysteme können durch Kenntnis und Berücksichtigung der gesamten strukturellenWirkzusammenhänge leichter gebaut werden. Es sind die Zusammenhänge zwischenStrukturen und Funktionen bis hin zu den Wechselwirkungen zwischen undinnerhalb einzelner Komponenten zu berücksichtigen. Dabei ist eine Konstruktionsmethodikunter konsequenter Einbeziehung der Systemanalyse und -synthese sowiedes Stoff-, Form- und Fertigungsleichtbaus erforderlich.Damit stellt der Systemleichtbau eine Methode zur ganzheitlichen Gewichtsreduzierungvon Leichtbausystemen, die in Funktionsstrukturen betrachtet werden, dar.Durch den Systemansatz resultieren unterschiedlichste Leichtbaukonzepte mit demZiel, eine bestmögliche Lösung für die gegebenen Anforderungen zu erreichen.Systemleichtbau als ganzheitlicher Ansatz: Zu dem Thema sind in diesem TagungsbandBeiträge von Verfassern aus Wissenschaft und Praxis aufgeführt. Sie befassensich mit den Bereichen Systemleichtbau, Leichtbauwerkstoffe, Leichtbaukonstruktionund leichtbaubezogene Fertigungstechnologien und sind wie folgt gegliedert: Systemleichtbau Thermoplastische Faserverbundkunststoffe Textile Strukturen Infusionstechnologien Oberflächen Sandwichstrukturen Simulation von Kunststoff-Strukturen Betriebsfestigkeit von Kunststoff-Strukturen Gießen und Fügen metallischer Werkstoffe Ur- und Umformen metallischer Werkstoffe Herstellung von Faserverbundkunststoff-Strukturen Numerische Optimierungsverfahren Hybride-Leichtbaustrukturen Verbindungstechnik Faserverbundwerkstoffe und -strukturen Magnesium Leichtbauwerkstoffe.

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013Der Tagungsband zum Leichtbau-Colloquium richtet sich an Fach- und Führungskräftevon Unternehmen sowie an Wissenschaftler aus Forschungsinstitutionen, diesich mit Themen des Systemleichtbaus als ganzheitlichen Ansatz befassen.Wir bedanken uns insbesondere bei den Referenten für ihre interessanten Beiträge,dem Fachkomitee für die kritische Durchsicht der Manuskripte, den Ausstellern sowiebei allen, die zum Gelingen der Tagung beigetragen haben.Landshut,im Februar 2013Otto HuberMarc Bicker

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013InhaltsverzeichnisGeleitwort ………………………………………………………………….…….……….Zeil, M.Stellvertretender Ministerpräsident des Freistaates Bayern und BayerischerStaatsminister für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und TechnologieGeleitwort ...............................................................................................................Stoffel, K.Präsident der Hochschule Landshut12PlenumModeration: Huber, O.Systemleichtbau am Beispiel eines Reisemobilchassis ….…..………..….…….Diel, S.; Pöschl, M.; Huber, O.Kompetenzzentrum Leichtbau der Hochschule Landshut (LLK)5Session SystemleichtbauModeration: Muntzinger, W.Gesamtsystemleichtbau am Beispiel eines PKW-Sitzes ….….…………………Stepankowsky, M.Johnson Controls, Sindelfingen21Session Thermoplastische FaserverbundkunststoffeModeration: Wellnitz, J.Kombiniertes Verpressen langfaserverstärkter Thermoplaste (D-LFT)mit UD-Tapes zur Verbesserung der Impacteigenschaften………….................Hangs, B.¹; Henning, F.¹; Grauer, D.²; Reif, M.²; Jespersen, S.³; Martsman, A. 4¹ Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT), Pfinztal² Ticona GmbH, Kelsterbach³ Fiberforge GmbH, Baar (Schweiz)4Oxeon AB, Borås (Schweden)39I

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013Session Textile StrukturenModeration: Wellnitz, J.Neue textiltechnologische Ansätze für FVK-Anwendungen…………...............Thielemann, G.; Helbig, R.Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)Textile Preforms für Composites – Verringerung des Handlingaufwandsund Unterstützung der Automatisierung..….................................………………Rauenbusch, G.Gustav Gerster GmbH & Co. KG, Geschäftsbereich TechTex5157Session InfusionstechnologienModeration: Reimann, W.Verfahrensmodifikationen zur Verbesserung der Kosteneffizienz bei derHerstellung qualitativ hochwertiger Bauteile mittels Vakuuminfusion……….Weser, T.; Girdauskaite, L.; Krzywinski, S.; Diestel, O.; Cherif, C.Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM),Technische Universität Dresden69Session OberflächenModeration: Reimann, W.Unterschiedliche Plasmaverfahren zur Vorbehandlung von Polymer-Oberflächen und deren Anwendung im Bereich der Verbundmaterialien……Pfuch, A.; Hädrich, T.; Beier, O.; Ramm, M.; Erler, I.; Schimanski, A.Innovent e.V. Technologieentwicklung, JenaTrennmittelfreie FVK-Fertigung mit tiefziehfähiger Trennfolie…………………Ott, M. 1 ; Graßl, G. 2 ; Vissing, K. 1Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung(IFAM)1 Plasmatechnik und Oberflächen (PLATO), Bremen2 Fraunhofer Projektgruppe Fügen und Montieren (FFM), Stade8189II

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013Session Simulation von Kunststoff-StrukturenModeration: Winter, W.Evaluierung Integrativer Simulationsansätze zur Prognose des Strukturverhaltenskurzfaserverstärkter Kunststoffproben……………………………..Gruber, G.; Wartzack, S.Lehrstuhl für Konstruktionstechnik KTmfk, Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-NürnbergKonstitutive Modellierung der physikalischen Alterung von Polymerschichten……………………………………………………………………................Mittermeier, C.; Johlitz M.; Lion, A.Institut für Mechanik (LRT 4), Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik,Universität der Bundeswehr München97111Session Betriebsfestigkeit von Kunststoff-StrukturenModeration: Brune, M.Betriebsfeste Bemessung von thermoplastischen Laserschweißnähten….Spancken, D.; Decker, J.; Büter, A.Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF,DarmstadtVerhalten von FVW-Bauweisen unter dynamischer Belastung………………Weinert, A.¹; Ahci, E.²; Bansemir, H.³¹ HEAD GmbH, München² Eurocopter Deutschland GmbH³ Berater für Faserverbundtechnik, Leichtbau und Wissensmanagement,München119129Session Gießen und Fügen metallischer WerkstoffeModeration: Saage, H.Verbundguss – Entwicklung, Konstruktion und Produktion einesdünnwandigen Aluminiumgussrahmens mit eingegossenenKühlrohren……………………………………………………………………………..Gundlach, J.; Detering J.Grunewald GmbH & Co. KG, Bocholt143III

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013Fertigung von Leichtbaustrukturen durch Rührreibschweißen amBeispiel der Floor Panels für den A400M…………………………………………Luhn, T. 1 ; Sprenger, A. 21RIFTEC GmbH, Geesthacht2PFW Aerospace AG, Speyer157Session Ur- und Umformen metallischer WerkstoffeModeration: Eßlinger, J.Entwicklung einer innovativen Leichtbau-Verbundbremsscheibe –INNOBRAKE……………………………………………………………………………Kaiser, R.Gießerei-Institut, TU Bergakademie FreibergThermisches Spritzen als Brücke im Systemleichtbau………………………...Wolf, G.; Dotzler, K.; Weih, C.; Masset, P.J.Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Energie- und Sicherheitstechnik UMSICHT,Institutsteil Sulzbach-Rosenberg167175Session Herstellung von Faserverbundkunststoff-StrukturenModeration: Reimann, W.SST und SMT – Faserverbundtechnologien für Kosten- undGewichtseffizienz bei geringen Stückzahlen…………………………………….Häberle, H.MAN Truck & Bus AG, MünchenHerstellungs-Prozess-Simulation zur fertigungsgerechten Auslegungvon CFK-RTM-Bauteilen……………………………………………………………..Eschl. J.; Navarrete, F.Kämmerer AG, Garching191201Session Numerische OptimierungsverfahrenModeration: Baier, H.Modellierung des Gewichtseinflusses von Parametervariationen beiElektrofahrzeugkonzepten…………………………………………………………..Fuchs, S.; Lienkamp, M.Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik (FTM), Technische Universität München215IV

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013FE-basierte Methoden der Strukturoptimierung für den hocheffizientenLeichtbau…………………………………………………………...............................Fischer, M.; Masching, H.; Bletzinger, K.-U.Lehrstuhl für Statik, Technische Universität MünchenSystemleichtbau durch ganzheitliche Betrachtung der Strukturoptimierung………………………………………………………………………………………Werner, M.; Binder, D.; Jurecka, F.FE-DESIGN GmbH, Karlsruhe231239Session Hybride LeichtbaustrukturenModeration: Baier, H.Einteilige CFK-Längswelle in Hybridbauweise für den Triebstrang vonPkws mit Standardantrieb…………………………………………………………...Mintzlaff, J.BMW Group, MünchenEntwicklung eines thermisch robusten und trägheitsarmen Hybrid-Gewindetriebs………………………………………………………………...............Ihlenfeldt, S. 1 ; Frieß, U. 2 ; Schubert, F. 3 ; Paczkowski, G. 41 Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, AbteilungWZM, Chemnitz2 Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, TU Chemnitz3 Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, TU Chemnitz4 Professur Verbundwerkstoffe, TU Chemnitz249261Session VerbindungstechnikModeration: Eßlinger, J.Hoch beanspruchte Schraubenverbindungen im Leichtbau –Zusatzanforderungen für eine lebenszyklusorientiertewirtschaftliche Auslegung……………………………………………………………Friedrich, C.; Hubbertz, H.Fachbereich 11 Maschinentechnik, Universität SiegenBlindnieten und Schließringbolzen – Stand der Technik, neue Entwicklungenund die konsequente Umsetzung bei der Auslegungvon Konstruktionen……….......……………………………………………………...Singh, S 1 .; Gökce, B 2 .1Gaimersheim2Kocatepe Universität, Afyon (Türkei)277291V

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013Kleben – Werkstoffcharakterisierung und Bauteilauslegung…………………Altenwegner, F.; Reiling, K.Kompetenzzentrum Leichtbau der Hochschule Landshut (LLK)303Session Faserverbundwerkstoffe und -strukturenModeration: Mehn, R.Glasfaserverstärkte Kunststoffe – Aktuelle Marktzahlen und Trends……....Witten, E.AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V.Faserverstärkte Verbundwerkstoffe für erhöhte Einsatztemperaturen……..Weichand, P.; Silber, M.; Gadow, R.Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile (IFKB), UniversitätStuttgart319327Session MagnesiumModeration: Huber, O.Der Einfluss des Gießwalzprozesses auf die Eigenschaftendes Vormaterials für das Walzen von Magnesiumblechen…………………….Kurz, G.; Stutz, L.; Wendt, J.; Bohlen, J.; Letzig, D.; Kainer, K. U.MagIC – Magnesium Innovations Center, Helmholtz-ZentrumGeesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbHDie Umformeigenschaften von Magnesiumblechen derLegierungen AZ31 und ZE10………………………………………………………..Stutz, L.; Bohlen, J.; Yi, S.; Letzig, D.; Kainer, K. U.MagIC – Magnesium Innovation Center, Helmholtz-ZentrumGeesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbHVerbesserter Korrosionsschutz auf Magnesium-Knetlegierungen…………..Ramm, M. 1 ; Matthes, G. 2 ; Beier, O. 1 ; Pfuch, A. 1 ; Schmidt, J. 1 ; Horn, K. 11 Innovent e.V. Technologieentwicklung, Jena2 Ernst Abbe Fachhochschule, Jena341353365VI

Landshuter Leichtbau-Colloquium 2013Session LeichtbauwerkstoffeModeration: Saage, H.Metallische Hohlkugelstrukturen – Systemleichtbau durch gezieltesWerkstoffdesign…………………………………………………………...................Jehring, U.; Göhler, H.; Quadbeck, P.; Meinert, J.; Hauser, R.; Stephani, G.;Kieback, B.Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung(IFAM), DresdenAutomatisierte Ermittlung von Risswachstumsdiagrammen mit Hilfeeines Bildkorrelationssytems………………………......…………………………..Dallmeier, J.; Wimmer, M.; Huber, O.Kompetenzzentrum Leichtbau der Hochschule Landshut (LLK)375389VII