Im Rahmen des vom Land NRW ausgeschriebenen Forschungswettbewerbes „Produktion.NRW“ hat sich die Universität Paderborn mit dem Projektvorschlag „Entwicklung von Produktionsverfahren zur Herstellung höchstfester hybrider Verbundstrukturen zur Gewichtsminimierung im Automobilbau“ erfolgreich gegen eine Vielzahl etablierter Mitbewerber durchgesetzt. Der Fakultät für Maschinenbau und den Industriepartnern AUDI AG (Ingolstadt), Benteler-SGL-Automotive-Composite GmbH & Co. KG (Paderborn) sowie Joh. Meier Werkzeugbau GmbH (Hövelhof) stehen in den nächsten drei Jahren insgesamt rund 2,5 Mio. Euro zur Erforschung neuartiger Verarbeitungsverfahren für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in Verbindung mit ultra-hochfesten Stählen zur Verfügung.
Fast eine Million Euro fließen dabei als Fördermittel an das Forscherteam der Universität Paderborn, bestehend aus den Lehrstühlen für Leichtbau im Automobil (LiA), Leitung Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster, für Umformende und Spanende Fertigungstechnik (LUF), Leitung Prof. Dr.-Ing. Werner Homberg, für Werkstoffkunde (LWK), Leitung Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Maier, sowie dem Lehrstuhl für Technische Mechanik (LTM) unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Rolf Mahnken. Weitere 1,5 Mio. Euro werden durch die Industriepartner AUDI AG, Benteler-SGL und Joh. Meier Werkzeugbau in das Projekt eingebracht.
Das Projekt bildet einen weiteren Baustein für die „Zukunftsmeile Fürstenallee“. Für dieses Projekt ist der Leichtbau eines der zentralen Forschungsfelder. Auch gibt es eine enge Verbindung mit den weiteren Kernkompetenzen „Simulation/Virtual Prototyping“ und „Systemintegration“.
Ziel der anwendungsorientierten Forschungsaktivitäten der Projektpartner ist es, neuartige Verarbeitungsverfahren für so genannte hybride Verbundstrukturen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen in Verbindung mit hochfesten Stählen zu entwickeln. Derartige Hybridstrukturen ermöglichen es, die Stärken der verschiedenen Werkstoffe symbiotisch zu nutzen, um belastungsangepasste, höchstfeste Automobilbauteile herzustellen. Diese Bauteile bieten herausragende Crasheigenschaften bei gleichzeitig deutlich reduziertem Gewicht. Ziel der Gewichtseinsparung ist letztlich eine erhebliche Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2-Emissionen von Automobilen.
Das entscheidende Problem bei der Herstellung der Hybridstrukturen liegt allerdings in den hohen Material- und Produktionskosten der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK). Während die Materialkosten durch den Einsatz des CFK lediglich in den hochbelasteten Bereichen der Bauteile beschränkt werden können, ist das wesentliche Ziel des Forschungsprojektes, die Herstellungskosten signifikant zu reduzieren. Dadurch sollen die Bauteilkosten der Hybride schließlich so weit gesenkt werden, dass, auch im Vergleich z. B. zu konventionellen Stahlbauteilen, wirtschaftlich realisierbare Lösungen für die Serienfertigung entstehen. Die Umsetzung der entwickelten Innovationen bei den beteiligten Industriepartnern wird den regionalen Wirtschaftsraum stärken und technologieorientierte Arbeitsplätze im Bereich Maschinenbau und Fahrzeugtechnik sichern.
