Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen · Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen – eine Neuausrichtung mit Herausforderungen Prof. Dr.-Ing. Ingo Ehrlich Leichtbau mit

Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen –

eine Neuausrichtung mit Herausforderungen

Prof. Dr.-Ing. Ingo Ehrlich Leichtbau mit Schwerpunkt Konstruktion und Berechnung

Labor für Faserverbundtechnik Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg

Fakultät Maschinenbau Galgenbergstraße 30 93053 Regensburg

Prof. Dr. Ingo Ehrlich Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015 24.02.2015 Berlin

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Gliederung

1. Einführung faserverstärkte Kunststoffe

2. Beispielanwendungen

3. Herausforderungen

4. Wege in der Aus- und Fortbildung im Umgang mit

dem "neuen" Werkstoff

Prof. Dr. Ingo Ehrlich Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015 23./24.02.2015, Technische Universität Berlin

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jpghttp://flugzeuge-im-bild.startbilder.de/1024/eine-boeing-747-430-lufthansa-mit-99422.

http://http://images.airliners.de/nachrichten/2009/12/ana_787_erstflug2_62f28521d93319fd3 b0137ccada88728_470_317.jpg

Prof. Dr. Ingo Ehrlich Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015

23./24.02.2015, Technische Universität Berlin

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Was ist eigentlich Leichtbau?

Gemeinsames Leichtbauprinzip: Verringerung des Gewichts ohne die Forderungen an Festigkeit und Steifigkeit zu schmälern. (Wiedemann)

Das geringe Gewicht wird durch die Formgebung der Konstruktion, dem Formleichtbau, und durch V erwendung von Werkstoffen geringer Dichte erreicht. Hieraus leiten sich Gestaltungsprinzipien und Fertigungstechnologien aus.

Bei klassischen Konstruktionen aus dem Maschinenbau stehen die Funktionalität und die Festigkeit im Vordergrund. Im Leichtbau gewinnt durch den hohen Ausnutzungsgrad der Werkstoffe und der Konstruktion auch die Steifigkeit an Bedeutung.

4Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015 23./24.02.2015, Technische Universität Berlin

Prof. Dr. Ingo Ehrlich 4


Was ist eigentlich Leichtbau?

Es gibt folgende Unterteilungen des Leichtbaus • Zweck-Leichtbau • Spar-Leichtbau • Öko-Leichtbau

Es gibt folgende Arten des Leichtbaus • Stoffleichtbau • Formleichtbau • Kenntnisleichtbau



Prof. Dr. Ingo Ehrlich Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015 66 23./24.02.2015, Technische Universität Berlin


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SteifigkeitFestigkeitFestigkeit

Steifigkeit

geringes Gewichtgeringes Gewicht Medienbeständigkeit

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Anisotropie

Abriebfestigkeit elektrische Isolation

Lebensdauer


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Menschliches Glasfaser Kohlenstoffaser Haar

99

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Außerdem: Wassertanks, Klimarohre, Fensterrahmen, Innenausstattung, Fußbodenplatten, etc.

Prof. Dr. Ingo Ehrlich Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015 1212 23./24.02.2015, Technische Universität Berlin


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1414 Nationale Bildungskonferenz Elektromobilität 2015 23./24.02.2015, Technische Universität Berlin

Prof. Dr. Ingo Ehrlich


Schädigungsverhalten

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Einfluss der Geometrie

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-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

Überhöhung in mm

11



Splitterwirkung nach Impact, Crash, Versagen



77



Maintanability

EHRLICH, I.; DINNEBIER, D.; JOST, C.: Comparison of Impact Delaminations in CFRP Using Ultrasonic Testing, Microfocus Computed X-Ray Tomography and Micrographic Cross-Section. Proceedings of the 15th International Materials Symposium (IMSP’2014)

Ultraschall-Untersuchungen



Maintanability

Mikro-CT-Untersuchungen

EHRLICH, I.; DINNEBIER, D.; JOST, C.: Comparison of Impact Delaminations in CFRP Using Ultrasonic Testing, Microfocus Computed X-Ray Tomography and Micrographic Cross-Section. Proceedings of the 15th International Materials Symposium (IMSP’2014)


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Quelle: Turainsky, Finkbeiner, Ehrlich, 2010 Reparaturverfahren

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2121


Blitzschutz

[http://www.aero-consultants.ch]

[http://www.aero-consultants.ch]

BlitzschlagversucheBlitzschlagversuche


2222


Brandverhalten

[http://marineschepen.nl/nieuws/]

[http://www.termaloma.com/images/ORKLA.jpg]



4. Wege in der Aus- und Fortbildung im Umgang mit dem "neuen" Werkstoff

• Vorlesungen • Seminare • Kolloquien


Vorlesungen

• B-GKO1 Grundlagen der Konstruktion 1


• B-KOC Konstruktion/CAD

• B-KOM Konstruktion/Methodik

• B-PA P rojektarbeit

• B-LB Leichtbau

• M-BLS Berechnungsverfahren von Leichtbaustrukturen

• MAPR Master Applied Research in Engineering Sciences



B-GKO2

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Leich

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• B-KOC

• B-KOM

• B-PA

• B-LB

• M-BLS

• MAPR Master Applied Research in Engineering Sciences

Grundlagen der K

ektarbeit

tbau

echnungsverfahren



onstruktion 2

onstruktion/CAD

onstruktion/Methodik

von Leichtbaustrukturen


Vorlesungen


Lernzielgruppe: • Studierende • Doktoranden • Gasthörer

Lernziele: • Wissen aus dem Bereich Konstruktion, Leichtbau,

Fertigung vermitteln • Fertigkeiten und Fähigkeiten in den oben genannten

Bereichen ausbilden und fördern


Seminare mit der Industrie

• „Composite Repair Course“

• „Herstellungsverfahren für Faserverbundwerkstoffe“

Seminare/Lehrveranstaltungen für Bundesbehörden

• „Konstruktive Auslegung von Flugzeugbauelementen und Flugzeugbaugruppen“

• „Hubschraubertechnik“

• „Struktur und Bauweisen, Aeroelastizität,

Technologietrends“



„Herstellun

Seminare mit der Industrie

• „Composite Repair Course“

• gsverfahren für F

Seminare/Lehrveranstaltungen für Bundesbehörden

struktive Auslegung von Flugzeugbauelementen und zeugbaugruppen

bschraubertechnik“

ktur und Bauweisen, Technologietrends

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Aeroelastizität, “


Lernzielgruppe: • Ingenieure (Studierende, Berufseinsteiger, Fachleute) • Manager, Führungspersonal • Techniker, Meister, Facharbeiter • Fachfremde Berufsgruppe einer Organisationseinheit

Lernziele: • Neue Technologien erlernen bzw. kennen lernen• Neue Technologien beurteilen können

(Arbeitsaufwand, wirtschaftliches und technischesPotential)




Kolloquien • Technik-Kolloquium Augsburg Regensburg

Bisherige Vorträge

o BMW project I INDUSTRIALISATION OF THE RTM PROCESS

o Die Antwort kennt (nicht) nur der Wind. Aerodynamik-Entwicklung in der BMW Group

o Einsatz des Lasers im Leichtbau und in der E-Mobility

o Faserverbundstrukturen für die Luft- und Raumfahrt

sowie für Industrieanwendungen



Bisherige V

project I STRIALISA

twort kennt (nicht) nur ynamik

des L

erbundstrukturen für die L sowie für Industrieanwendungen

BMW INDU

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Einsatz

Faserv

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o

orträge

TION OF THE RTM PROCESS

der Wind.-Entwicklung in der BMW Group

asers im Leichtbau und in der E-Mobility

uft- und Raumfahrt


Kolloquien • Technik-Kolloquium Augsburg Regensburg

Zielgruppe: • Studierende und Alumni• Fachleute und Manager der lokalen Industrie und

des öffentlichen Lebens • Technisch-gesellschaftlich interessierte Personen

Lernziele: • Regelmäßiger Austausch auf akademischem Niveau • Technologietrends aufzeigen • Impulse geben • Kontakte schaffen • Fachliche Kompetenz fördern



Zusammenfassung

Forschung

Wissen generieren

Technologische Herausforderungen

Wissen anwenden

Aus- und Weiterbildung

Wissen tradieren

Innovatives Produkt

erschaffen Wirtschaftlicher und ökologischer Erfolg

Indu

strie

Politik

Gesellschaft



3030

Danke für Ihre Aufmerksamkeit.



3131

Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen–eine Neuausrichtung mit HerausforderungenGliederung 1. Einführung faserverstärkte Kunststoffe.2. Beispielanwendungen 3. Herausforderungen 4. Wege in der Aus-und Fortbildung im Umgang mit dem "neuen" Werkstoff 4. Wege in der Aus-und Fortbildung im Umgang mit dem "neuen" Werkstoff Zusammenfassung.

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