Altair Enlighten Award 2024 Visionäre Sitze reduzieren das Fahrzeuggewicht

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Im Rahmen des »Center for Automotive Research Seminars 2024« wird das internationale Projektkonsortium, bestehend aus der BMW M GmbH, BMW Group Designworks und Automotive Management Consulting GmbH (AMC) sowie Bcomp Ltd., Gradel Lightweight Sàrl und der Lasso Ingenieurgesellschaft mbH für die Entwicklung des »BMW M Visionary Material Seats« mit dem international renommierten Altair Enlighten Award 2024 in der Kategorie »Sustainable Process« ausgezeichnet - »Great Minds Think Light«.

Nach 2019 und 2022 wurde die AMC am 6. August in Troy, Michigan, zum dritten Mal für herausragende Leichtbau-Leistungen ausgezeichnet, die Fortschritte in den Bereichen Emissionen, CO2-Footprint und Materialverwendung ermöglichen. Kernziel des Projektes »BMW M Visionary Material Seat« war es, wirksame und profitable Kreislauffähigkeit nachzuweisen.

Falco Hollmann, Innovationsmanager Leichtbau & Nachhaltigkeit bei der BMW M GmbH, nahm den Preis entgegen: »Wir zeigen schon heute mit existierenden Technologien und Materialien einen Ausblick auf Möglichkeiten der Emissionsreduzierung und Ressourcenschonung von morgen. Dabei geht es nicht nur um die Substitution von Materialien, sondern vor allem um das Thema Design for Circularity.«

Projekt »BMW M Visionary Material Seat« mit ultraleichter XFK in 3D-Struktur

Die alljährliche Auszeichnung des Altair Enlighten Awards würdigt einzigartige Leichtbau- und Nachhaltigkeits-Lösungen für die internationale Automobilindustrie. Die Automotive Management Consulting (AMC) arbeitet seit 2016 mit der BMW M GmbH an der Gewichtsreduktion unterschiedlicher Fahrzeug-Komponenten und -Modulen. Basierend auf dem Faserdirektablage-Verfahren »xFK in 3D« konzipierten, entwickelten und realisierten die BMW M GmbH und die AMC GmbH unter anderem Fahrzeugsicherheits-, Fahrzeugversteifungs- und Fahrzeugaustattungskomponenten im kraft- und spannungsoptimierten Ultra-Leichtbau, um das Verfahren, Werkstoffe und Klima-Neutralität voranzutreiben. Bereits 2022 wurden die AMC und BMW M (gemeinsam mit csi und den DITF) für eine nachhaltige Mittelkonsole »Namiko Smart«, die auch durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert wird, mit der »Honorable Mention« des Altair Enlighten Award-Komitees ausgezeichnet.

Das Projekt »BMW M Visionary Material Seat« ist bezüglich der ultra-leichten, additiven und abfallfreien Prozesstechnologie »xFK in 3D« die konsequente Fortsetzung der Mittelkonsole »Namiko Smart« und der neunjährigen Zusammenarbeit zwischen BMW M und AMC.

Leichtbau und Nachhaltigkeit: XFK in 3D-Struktur wiegt etwa 2 Kilogramm

Als technische Nachhaltigkeitsstudie wurde der »BMW M Visionary Material Seat« mit dem klaren strategischen Ziel entwickelt, für den Nachhaltigkeitsleichtbau der Zukunft inspirierende, innovative und intelligente Akzente zu setzen, um das Fahrzeuggewicht und damit den Fahrwiderstand maßgeblich zu reduzieren. Die xFK in 3D-Struktur, die unter industrienahen Bedingungen automatisiert gewickelt wurde, wiegt etwa 2 kg, so dass die aktive Leichtbauentwicklung signifikanten Einfluss auf die Fahrzeuggesamtmasse hat. Je nach Fahrzeugmodell kommen im öffentlichen Straßenverkehr in der Regel zwei bis fünf Sitze im Pkw zum Einsatz.

Analog zum »Ultraleichtbausitz« (#ULBS), für den die AMC als Projektinitiator im August 2019 mit ihrem ersten Altair Enlighten Award ausgezeichnet wurde, wurde auch der »BMW M Visionary Material Seat« mittels einer weitgehend digitalen Prozesskette im »Frontloading« ausgelegt. Ein wesentlicher Aspekt des weiterentwickelten Sitz-Projekts war es, die xFK in 3D-Struktur-Konzeption, -Berechnung, -Simulation und -Konstruktion so einfach verständlich wie möglich umzusetzen. Die komplexitätsreduzierte Bauweise von xFK in 3D-Komponenten und -Modulen trägt somit unmittelbar zu einer ressourcenschonenden Wertschöpfung in den Design-, Herstellungs-, Nutzungs- und Recyclingphasen bei. Ressourcen- und Energieeffizienz waren zentrale Führungsgrößen im Auslegungsprozess der xFK in 3D-Struktur.

Mess- und beurteilbare Nachhaltigkeit

Die software-basierte Ermittlung der ökologischen, ökonomischen und folglich sozialen Entwicklungseffekte, die die prozessuale und organisatorische Umsetzung und stärkenorientierte Partnerwahl für die »BMW M Visionary Material Seat«-Struktur bereits in früher Entwicklungsphase charakterisierte, orientierte sich an unterschiedlichsten Nachhaltigkeits-Kriterien. So waren die Untersuchungspfade von auslegungsbestimmenden Zielgrößen in der Vorprozesskette (wie der Analyse von Transport- und Logistik-Kriterien), in der Produktion (wie der Analyse von Ressourcen- und Energie-aufwänden in der Fertigung), in der Nutzungsphase (die den komplexitätsreduzierten Ultra-Leichtbau mit xFK in 3D voraussetzte) und in der Nachprozesskette (wie der Analyse von Reparatur- und Recycling-Optionen) gekennzeichnet.

Um im Rahmen der europäischen Klima-Neutralitätsziele bis 2050 die ökologische, ökonomische und soziale Resilienz hiesiger Marktteilnehmer und -strukturen zu stärken, baut die AMC mit »xFK in 3D« auf technologische Souveränität, Leichtbau- und Nachhaltigkeits-Argumente, die die eingesetzte Prozesstechnologie und Materialselektion gleichermaßen berücksichtigen.

Sustainability-Value-Analyse: Ökologie und Ökonomie auf einen Blick

Mit den Sustainability-Value-Analysen der AMC, die unter anderem zahlenbasierte Daten und Fakten zur Materialverfügbarkeit, Wasserverbrauch, biologischer Abbaubarkeit, Leichtbau-Kosten oder Wideraufbereitungskriterien bereitstellen, liefert die AMC im Bereich von Nachhaltigkeits- und Leichtbau-Lösungen ein Management-Instrumentarium, das die wesentlichen Kriterien im »Design for Circularity« und dessen Kosten berücksichtigt, und der Automobilindustrie auf einen Blick zur Verfügung stellt, um »Net Zero«, den Taxonomie-Zielen der EU und folglich den »CO2-e-Footprint«-Zielen marktwirtschaftlich entsprechen zu können. Nachhaltigkeits-Qualität und Nachhaltigkeits-Preis gilt es relativ zu erarbeiten, um das Potenzial eines Produktionsprozesses, eines Materials oder einer Konstruktionsmethode ebenso bewusst wie gezielt nutzen zu können.

Gewonnene Daten liefern neue Erkenntnisse

»Eines der großen Learnings des Projekts war für uns die Bilanzierung, sprich die Modellierung unserer Prozesskette, um fehlende Primärdaten zu erzeugen«, erläutert Roberto Rossetti, Leiter Entwicklung Gesamtfahrzeug-Lebenszyklus bei der BMW Group. »Die gewonnenen Daten liefern uns neue Erkenntnisse, welche Faktoren heute einen negativen Beitrag leisten und wie die Prozesse von morgen aussehen können. Diese Erfahrungen bilden eine wichtige Grundlage, um die Nachhaltigkeit kontinuierlich zu verbessern und innovative Lösungen für eine zukunftsorientierte Mobilität zu entwickeln.

Rainer Kurek, geschäftsführender Alleingesellschafter der AMC GmbH, bringt den technologischen und methodischen Paradigmenwechsel im Nachhaltigkeits-Leichtbau der AMC wie folgt auf den Punkt: »Die innere Logik, Plausibilität und der systemische Nachhaltigkeits-Charakter der »BMW M Visionary Materials Seat«-Struktur basieren auf funktions- und komfort-orientierten Fahrzeugbetrachtungen. Der »rote Faden« von der Idee bis zur prototypischen Umsetzung liegt in einer geringen Anzahl von Einzelkomponenten sowie einer einfachen Füge- und Verbindungstechnik. CO2-, Verkehrs-, Energie- und Klimawende gilt es wirtschaftlich sinnvoll, ziel- und ergebnisorientiert zu erreichen. Unser Weg konzentriert sich weiter auf Ultra-Leichtbau mit xFK in 3D, schwerpunktmäßig Basalt, wie auch bei unserem BFK in 3D-Pavillon demonstriert, mess- und beurteilbare Nachhaltigkeitsqualität und Nachhaltigkeitskosten sowie die Weiterentwicklung unserer digitalen Prozesskette im eigenen Haus.«

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