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Leichtgewichtkomponenten im Automobilbau

Einhaltung der Forderungen nach kraftstoffsparenderen Fahrzeugen

Simulationen von Leichtgewichtkomponenten im Automobilbau

Behördliche Bestimmungen (z. B. CAFE in den USA) und die Nachfrage von Verbrauchern nach Fahrzeugen mit erhöhter Kraftstoffeffizienz nehmen immer ausgeprägtere Formen an. Unter den verschiedenen verfügbaren Optionen zur Umsetzung von Kraftstoffeinsparvorgaben erweisen sich Leichtgewichtkomponenten im Automobilbau als ein klarer Favorit.

Physische Produktentwicklungen und Tests können eine kostspielige und zeitaufwändige Angelegenheit sein, die nur begrenzt nutzbare Ergebnisse bieten. Simulationen hingegen ermöglichen eine gründliche Untersuchung unterschiedlicher Ansätze für Leichtgewichtkomponenten im Automobildesign.

Leichtgewichtkomponenten im Automobilbau veranschaulicht

Betrachten Sie verschiedene Beispiele für Leichtgewichtkomponenten, indem Sie auf die Pluszeichen auf dem Fahrzeug klicken und die zugehörigen Simulationsergebnisse anzeigen.

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Motorhaube

ZIELSETZUNG

Vorausberechnung / Validierung

PROZESS

Anhand von Daten aus einer Drapierungssimulation wurden originalgetreue Materialeigenschaften extrahiert und analysiert. Faserausrichtungen wurden ermittelt und die strukturelle Integrität des Teils wurde überprüft, um festzustellen, ob die funktionalen Anforderungen erfüllt wurden.

VORTEILE

  • Gewichtsreduzierung
  • Stärkung

TYP

100 % Kohlefaser

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Frontblende

ZIELSETZUNG

Optimierung

PROZESS

Anhand flexibler Cloud-Berechnungen wurden hunderte verschiedener Materialien und Iterationen von Entwurfsszenarios getestet, um niedrigste Bauteilkosten und niedrigstes Gewicht ohne Überforderung der lokalen Rechenressourcen miteinander zu kombinieren.

VORTEILE

  • Gewichtsreduzierung
  • Dauerhaftigkeit
  • Herstellbarkeit

TYP

100 % Kunststoffpolymer

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Sitzschalen (2)

ZIELSETZUNG

Validieren

PROZESS

Der Fertigungsprozess wurde simuliert und eine Verzugsanalyse wurde durchgeführt, um die Qualität des fertigen Bauteils sicherzustellen und den Umspritzprozess zu validieren, noch bevor irgendwelche Investitionen in Werkzeugausstattung vorgenommen wurden.

VORTEILE

  • Gewichtsreduzierung
  • Erfüllung von Sicherheitsanforderungen

TYP

Umgespritzter Composite-Blank

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Ölwanne

ZIELSETZUNG

Vorausberechnung

PROZESS

Faserausrichtungen wurden simuliert und zur Optimierung der Stärke des Bauteils bearbeitet. Die originalgetreuen Materialeigenschaften wurden extrahiert, um strukturelle, thermische und Vibrationsanalysen zur Sicherstellung der Produkteignung durchzuführen.

VORTEILE

  • Gewichtsreduzierung
  • Dauerhaftigkeit
  • Metallersatz

TYP

Faserverstärkter Kunststoff

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Ventilabdeckung mit integriertem
Ölabscheider

ZIELSETZUNG

Vorausberechnung

PROZESS

Die Simulation wurde während der Entwurfsphase verwendet, um Entscheidungen auf Grundlage von Herstellbarkeit, Material und thermischer Analyse zu treffen, was dazu führte, dass zahlreiche Komponenten in einem einzigen, integrierten Kunststoffbauteil vereint wurden.

VORTEILE

  • Schlankerer Teilekatalog
  • Reduzierte Baugruppen- und Werkzeugkosten
  • Reduzierte Komplexität
  • Hohe Integrationstiefe
  • Gewichtsreduzierung

TYP

Baugruppe in einem einzelnen Kunststoffteil

Hochentwickelte Materialien

Je anspruchsvoller Fahrzeugdesigns und funktionelle Anforderungen werden, umso höhere Ansprüche werden auch an die Materialien gestellt. Jeden Tag werden neue Materialien entwickelt, wobei allein in einem durchschnittlichen Fahrzeug über 100 verschiedene Kunststofftypen und -klassen Verwendung finden. Für zusätzliche Stärke und Steifheit werden während des Fertigungsprozesses Fasern in die Kunststoffteile injiziert.

Verbundwerkstoffe bieten erhebliche Masseeinsparungen ohne Abstriche bei der Funktionalität. Hochentwickelte Materialien lassen sich in vier Kategorien gruppieren.

  • Hochentwickelte Prozesse

    • Formpressen
    • Umspritzen
    • Mikrozellulares Einspritzen
  • Kunststoffharze

  • Kurz- und langfaserige Materialien

  • Durchgängige Faser-Verbundwerkstoffe

Die Steuerung der Ausrichtung der Verstärkungsfasern während des Fertigungsprozesses wirkt sich auf die Stärke- und Widerstandseigenschaften des Bauteils aus. Die Erfassung dieser originalgetreuen Materialeigenschaften ist für die Durchführung exakter Analysen ausschlaggebend.

Simulation

Für hochentwickelte Materialien sind Simulationswerkzeuge erforderlich, die für die Berücksichtigung der Analyseanforderungen ausgelegt sind. Diese Materialien reagieren konstruktionsbedingt anders als herkömmliche Materialien. Autodesk bietet Produkte, die Ihnen helfen können, die Simulationsanforderungen für Leichtbauanwendungen in der Automobilindustrie zu erfüllen.

Optimierung des Fertigungsprozesses

Gewichtsreduzierung

Steuerung der Bauteilstärke und -steifheit

Vorausberechnung der Leistung in der Praxis

Auswahl des geeignetsten Materials für Ihre Anwendung

Frühzeitige Problemerkennung im Entwurfsprozess

Direkt aus der Branche

Lernen Sie von Führungskräften großer Unternehmen, die Ihnen Einblicke in Trends bei Leichtgewichtkomponenten in der Automobilbranche, in die Vorteile der Verwendung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen und in die Rolle der Simulation bieten.

  • photo of concept cars

    DUPONT

    Jeff Sternberg, Global Automotive Technology Director

    Jeff Sternberg spricht über einen ganzheitlichen Ansatz für Leichtgewichtkomponenten durch Zusammenarbeit mit Materiallieferanten, OEMs, Teileherstellern und Technologieanbietern in einem frühen Stadium des Konstruktionsprozesses.

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  • photo of concept cars

    TREXEL, INC

    Steve Braig, President & CEO

    Stever Braig vermittelt einen Überblick über die MuCell-Technologie und wie sie für Leichtbaumaßnahmen eingesetzt wird.

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  • photo of concept cars

    DOW AUTOMOTIVE SYSTEMS

    Allan James, Composites Marketing Manager

    Allan James ist seit 30 Jahren für DOW tätig. Er teilt seine Erkenntnisse hinsichtlich Kunststoffen und Verbundwerkstoffen sowie der Bedeutung von Simulationen.

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  • photo of concept cars

    CELANESE

    Jeff Helms, Global Automotive Manager

    Jeff Helms erläutert Trends bei Leichtgewichtkomponenten, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen, die Verzichtbarkeit von Prototypen dank Simulationen sowie die Notwendigkeit, sofort mit Leichtbaumaßnahmen zu beginnen.

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  • photo of concept cars

    COMAU

    Martin Kinsella, Director of Advanced Materials & Process Technology

    Martin Kinsella erläutert den immer stärker wachsenden Trend zu Leichtgewichtkomponenten aus der Perspektive von Comau, einem großen Automatisierungsunternehmen, das häufig in der Montagephase von Fahrzeugen tätig ist.

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Leichtgewichtkomponenten im Automobilbau – alles zählt

Mit Simulationen das volle Potenzial ausschöpfen

Gewinnen Sie ein fundierteres Verständnis der Trends bei Leichtgewichtkomponenten im Automobilbau, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen sowie der Rolle von Simulationen.

Analyse von Geschäftsprozessen durchführen

Lassen Sie sich von unserem Autodesk-Expertenteam bei der Suche nach Softwaretools helfen, die originalgetreue Materialeigenschaften und hochentwickelte Materialien wie etwa Verbundwerkstoffe präzise simulieren können, damit Sie Ihre Leichtbauziele erreichen.

Wir helfen Ihnen bei der Aufstellung konkreter Pläne, um das Maximum aus Ihrer Investition und vorhandenen Werkzeugen zu holen sowie Lücken zu erkennen, die zur Verbesserung Ihrer Design- und Fertigungspraktiken geschlossen werden müssen.

ANALYSETERMIN VEREINBAREN

Simulation-Produkte

Autodesk-Simulationssoftware unterstützt Sie bei der Einrichtung präziser Simulationen für Ihre Leichtbauprojekte.

Moldflow

Optimieren und validieren Sie Ihr Spritzgussverfahren.

Helius PFA

Verbessern Sie die Genauigkeit, Effizienz und Konvergenz von nichtlinearen FEM-Lösungen für Verbundstrukturen.

Helius Composite

Testen Sie das Verhalten von Verbundwerkstoffen, Lagen und einfachen Strukturen.