Ford: Virtuelle Tests zur Entwicklung von leichten, faserverstärkten Kunststoff-Komponenten

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Neue Prüftechnik ermöglicht Vorhersagen zum Komponentenverhalten in Crash-Szenarien Angestrebte Gewichtsreduzierung bedeutet mehr / Kraftstoffeffizienz und weniger CO2-Emissionen der Fahrzeuge / Faserverstärkte Kunststoffe werden in Fahrzeugen der Zukunft eine immer wichtigere Rolle spielen

Ford hat heute den Durchbruch bei virtuellen Tests verkündet, die den Entwicklungsprozess von leichten, faserverstärkten Kunststoff-Komponenten und deren realen Einsatz in Fahrzeugen beschleunigen werden – ohne Einbußen bei der Fahrzeugsicherheit. Bei der neuen Prüftechnik handelt es sich um eine Methode, die von Ingenieuren des europäischen Ford Forschungszentrums in Aachen gemeinsam mit der MATFEM-Partnerschaft Dr. Gese & Oberhofer, München, sowie der SIGMA Engineering GmbH, Aachen, entwickelt wurde. Der heute verkündete Durchbruch ist vor allem in der Kombination der beiden Softwaretools MATFEM und SIGMASOFT zu sehen, die in Verbindung eine deutlich genauere Crash-Simulation von faserverstärkten Kunststoffen ermöglichen. Das heißt: Ford ist dank der neuen virtuellen Test-Methode nun in der Lage, zwei bestehende Simulationstechnologien auf innovative Weise zu kombinieren:

  • 3D-Simulationen des Spritzgussverfahrens, die zeigen, wie Prozessänderungen die Struktur der Kunststoff-Komponenten beeinflussen
  • Simulierte Stresseinwirkung (Crash) auf die faserverstärkten Kunststoff-Komponenten, um die Material-Verformungen und -Spannungen voraussagen zu können.

Der heute kommunizierte Durchbruch bedeutet somit letztlich die beschleunigte Entwicklung von leichteren, und damit von kraftstoffsparenden und CO2-armen Fahrzeugen. Ford ist einer der ersten Automobilhersteller, der die neuen, virtuellen Testverfahren nutzt, die eine Vorhersage des Crashverhaltens von faserverstärkten Kunststoffen ermöglichen. Die neue virtuelle Simulation ermöglicht bereits in einem frühen Stadium der Komponenten-Entwicklung Voraussagen zur Widerstandsfähigkeit der Glasfasern zum Beispiel im Hinblick auf die Auswirkung von Energieeinwirkung im Falle einer Kollision auf das jeweilige Bauteil. Darüber hinaus wird der Bedarf an real hergestellten Test-Prototypen reduziert. Dies ermöglicht eine schnellere Teilefertigung mit gewünschten Crash- und Festigkeitseigenschaften.

Ford verwendet bereits gewichtsoptimierte, faserverstärkte Kunststoffe beispielsweise in Instrumententafeln, in Türverkleidungen und im Bereich der Karosserie-Komponenten wie den Stoßfängersystemen. Diese faserverstärkten Kunststoffe wurden entwickelt, um den Insassen- und Fußgängerschutz im Falle einer Kollision durch eine zuvor definierte Materialverformung zu verbessern. Aktuell kommen faserverstärkte Kunststoffe bereits in folgenden Ford-Baureihen zum Einsatz: Fiesta, B-MAX, C-MAX, Focus, EcoSport, Mondeo, Galaxy und Transit. In Zukunft könnten diese Materialien auch für Fahrzeugsitze oder andere Bauteile verwendet werden.

“Die neue virtuelle Test-Methode bringt Ford einen Vorteil bei der Entwicklung von faserverstärkten Kunststoffen, die eine zunehmend wichtige Rolle bei künftigen Ford-Fahrzeuge spielen werden”, sagte Markus Franzen, Research Engineer, Ford of Europe Research and Advanced Engineering. “Es ist eine wichtige Innovation, die außerdem die Bedeutung der Partnerschaften von Ford mit externen Engineering-Spezialisten demonstriert”. Franzen weiter: “Im Spritzgussverfahren hergestellte, faserverstärkte Kunststoffe bieten viel Potenzial für die Gewichtseinsparung in Ford-Fahrzeugen. Diese modernen Materialien können zum Beispiel künftig verwendet werden, um schwerere Komponenten in Aufhängungssystemen, der Motoraufhängung oder in Karosseriestrukturen zu ersetzen”.

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