Im Verbundprojekt Digitale Technologien für hybride Leichtbaustrukturen (dahlia) wollen die beteiligten Forscher/innen Technologien und Prozesse zur Herstellung von tapeverstärkten Leichtmetallblechen aus Aluminium und Magnesium sächsischen Unternehmen zur Verfügung stellen.

Nach circa zwei Jahren soll die neu entwickelte digitalisierte Prozesskette in der Leichtmetallproduktion eingesetzt werden können. Wie effektiv innovative Leichtmetalle in Fahrzeugbau, Luftfahrt oder Bauwesen eingesetzt werden können, hängt wesentlich von der Wechselwirkung verschiedener Faktoren und Zusammenhänge entlang der Produktionskette vom Werkstoff zum Endprodukt ab. Die komplexen Prozesse in der Fertigung neuartiger Leichtmetalle sind für den Einsatz in der Industrie bisher jedoch noch nicht zufriedenstellend darstellbar. Mit dem neuen Verbundprojekt setzen die drei Technischen Universitäten Chemnitz, Dresden und Freiberg nun genau an dieser Stelle an und untersuchen die gesamte Prozesskette der Warmumformung am Beispiel von tapeverstärkten, walzprofilierten Leichtmetallblechen.

Ein sogenanntes Tape ist ein faserverstärktes thermoplastisches Band, welches im neuen Prozess inline auf die vorgeformten Leichtmetallbleche aufgebracht wird. Dadurch wird das Blech verstärkt, was eine signifikante Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bewirkt. Der Entwicklung und Digitalisierung von Herstellungs- und Verarbeitungstechnologien für thermoplastische Faserkunststoffverbunde widmet sich das Institut für Strukturleichtbau (IST) der TU Chemnitz im Rahmen des Verbundvorhabens. Ziel des interdisziplinären Forscherteams ist es, die gewonnenen Erkenntnisse insbesondere in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in Sachsen auf ihre Anwendung in der Praxis zu überprüfen.

Simulation entschlüsselt Beziehungen zwischen Werkstoffen und Prozessen

In vorherigen Forschungsprojekten im Rahmen der Leichtbau-Allianz Sachsen hatten die Wissenschaftler/innen festgestellt, dass den KMU insbesondere Simulations- und Auslegungstools für die Produktion der neuentwickelten Technologien fehlen. Um dies zu ändern, wollen die Leichtbauexpert/innen jetzt eine Simulation entwickeln, die die Beziehungen zwischen dem eingesetzten Werkstoff, dessen strukturellen Eigenschaften und den äußeren Einflussgrößen während des Prozesses entschlüsselt. Aus diesen Daten soll eine digitale Abbildung des Prozesses entstehen, mit der die Wissenschaftler/innen die einzelnen Teilprozesse während der Fertigung am PC steuern und vorhersagen können. Die digitale Steuerungsmethode soll universell einsetzbar sein und Unternehmen ermöglichen, die Prozessinitialisierungskosten und -risiken signifikant zu senken.

Hintergrund Forschungsprojekt dahlia

Das Forschungsprojekt dahlia (Digitale Technologien für hybride Leichtbaustrukturen) ist ein Verbundprojekt der Leichtbau-Allianz Sachsen und mehrerer sächsischer Hochschulen. Beteiligt sind das Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg, das Institut für Strukturleichtbau der TU Chemnitz sowie das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden. Das Projekt läuft bis September 2022 und wird im Rahmen der Richtlinie „Forschungsinfrastruktur und Forschungsprojekte im Bereich anwendungsnaher öffentlicher Forschung“ mit insgesamt 4,1 Millionen Euro aus Mitteln des Freistaates Sachsen sowie der Europäischen Union (Fonds für regionale Entwicklung) gefördert. Die Mittel sind zu gleichen Teilen auf die beteiligten Universitäten verteilt.