SB_20628BGLP

Wissenschaftlich-technische und wirtschaftliche Problemstellung des
Forschungsprojektes
1 Wissenschaftlich-technische und wirtschaftliche
Problemstellung des Forschungsprojektes
1.1 Problemstellung und Motivation (ifs)
Die industrielle Verwendung von Aluminiumprodukten steigt seit den 1980er Jahren
stetig an [Ost15]. Maßgebliche Treiber für diese Entwicklung sind die durch gesetzliche
Rahmenbedingungen und steigende Energiepreise getriebenen Leichtbauanstrengungen
in verschiedenen Bereichen der Transport- und Verkehrstechnik
[Ost15]. Ein Großteil der in Deutschland hergestellten Leichtbaustrukturen mit
definierten Materialeigenschaften findet dabei Verwendung im Automobil- und
Mobilitätssektor. Zur wirtschaftlichen Herstellung komplexer, dünnwandiger und
endkonturnaher Bauteile aus Aluminium in hoher Stückzahl wird überwiegend das
Aluminium-Druckgießverfahren eingesetzt. Im Zuge der Transformation zur E-Mobilität
ist für dieses Produktionsverfahren von einer weiteren Steigerung der
Produktionszahlen auszugehen, da es besonders gewichtseffiziente
Fahrzeugbauweisen ermöglicht.
Die Fertigung großer, dünnwandiger, für den Crash optimierter Strukturbauteile sowohl
für Verbrenner als auch in Zukunft für großvolumig herzustellende Elektroautos stellt
ein wesentliches Kompetenzfeld der KMU dar. Derartige Bauteile werden bei KMU
bereits zunehmend produziert, aber auch vermehrt anhand vorgegebener Lastenhefte
der OEMs für die Betriebsbeanspruchungen ausgelegt. Aufgrund der bedingten
Schweißeignung stellt die fügetechnische Implementierung von Aluminium-
Druckgussbauteilen in bestehende Aluminium-Strukturen eine zentrale technische
Herausforderung dar. Diese Hürde besteht insbesondere für KMU, da der rechnerische
Festigkeitsnachweis für geschweißte Verbindungen aus Al-Druckguss- und Al-
Knetlegierung anhand gängiger Regelwerke [DVS11, FKM12] aktuell nur sehr
eingeschränkt möglich ist und auf Kennwerte aus kostenintensiven Versuchen
angewiesen ist. Abbildung 1-1 zeigt ein Beispiel einer modernen
Leichtbaufahrzeugstruktur aus Aluminiumhalbzeugen, die einzeln oder in Baugruppen
aus der stark durch KMU geprägten Zuliefererbranche bezogen werden.
Abbildung 1-1: Verwendung von Aluminiumhalbzeugen am Beispiel des Audi TT Coupé
[Audi22]
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