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CAE-Systeme (Simulation)

Naturfaserverstärkte Kunststoffe rücken in den Fokus

In den kommenden drei Jahren will ein Forschungs-Konsortium Werkstoff- und Fließmodelle für naturfaserverstärkte Spritzgießmaterialien erarbeiten, um so den praktischen Einsatz in der Automobilindustrie zu fördern. Neben dem Vorteil nachwachsender Rohstoffe bieten diese Materialien interessante mechanische Eigenschaften - die man zukünftig auch im Rahmen von Berechnungen nachweisen will und muss.

Innerhalb der nächsten drei Jahre will ein Konsortium um das Ford-Forschungszentrum in Aachen Werkstoff- und Fließmodelle für naturfaserverstärkte Spritzgießmaterialien entwickeln. Ziel ist es, ein Serienteil aus naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK) mit allen heute verfügbaren Simulationsmethoden komplett durchzurechnen und somit den Nachweis der Verwendbarkeit in der Serie zu erbringen. Hintergrund ist, dass in den letzten Jahren das Interesse an nachwachsenden Werkstoffen im Automobilbau stark gestiegen ist. Denn NFK basieren nicht nur teilweise auf nachwachsenden Rohstoffen, sie weisen auch interessante mechanische Eigenschaften auf. Ein maßgebliches Hemmnis für die großvolumige Anwendung ist allerdings das Problem, dass sich Bauteile aus diesen Materialien bislang nur schwer berechnen lassen.

Grundsätzlich muss jedes Bauteil im Automobilentwicklungsprozess berechenbar sein. Im Rahmen des Projekts will man deshalb den durchgehenden rechnerischen Nachweis der Produktionssicherheit und der Funktionserfüllung mit Hilfe der numerischen Simulation auch für spritzgießbare naturfaserverstärkte Kunststoffe ermöglichen. Gleichzeitig sollen für möglichst viele verschiedene Naturfaser-Compounds (NF-Compounds) die grundlegenden Simulationsparameter ermittelt werden, damit sich die gefundenen Ergebnisse in Zukunft breit anwenden lassen. Die Teilnehmer versprechen sich davon, dass die betrachteten Materialien bei der Werkstoffauswahl den gleichen Status wie bereits etablierte klassische Kunststoffe erhalten. Für die mechanische Berechnung soll zudem die wichtige Simulation des Crash-Verhaltens – auch in der Gesamtfahrzeugsimulation – als Schwerpunkt betrachtet werden. Gelingt es, naturfaserverstärkte Kunststoffe in der Automobilindustrie und in der Folge in anderen Industriezweigen entsprechend den dort üblichen Standards zu berechnen und zu simulieren, könnte ihr Anteil gegenüber konventionellen Werkstoffen signifikant steigen.

Wer sich einen ersten Überblick verschaffen will, welche Softwarelösungen es generell für Berechnungsingenieure gibt, findet dazu unsere Übersicht HIER -co-

Weitere Informationen zum NFK-Projekt sind zu erhalten bei: Ford Forschungszentrum Aachen GmbH, Aachen, Tel. 0241/9421-0, www.ford.com

  • Ford Forschungszentrum Aachen GmbH, Aachen
  • IAC (International Automotive Components), Krefeld
  • LyondellBasell, Frankfurt
  • Simcon Kunststofftechnische Software GmbH, Würselen
  • M-Base Engineering + Software GmbH, Aachen
  • University of Wisconsin- Madison, Madison
  • Fachhochschule Hannover, Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe, Hannover
  • Hochschule Bremen, Bremen
  • Technische Universität Clausthal, Institut für Polymer- werkstoffe und Kunststoff- technik, Clausthal
  • Deutsches Kunststoff Institut (DKI), Darmstadt

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV).

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