E-Mobility: FLB GmbH nutzt Z100 und HTM 5020 für flexible Materialprüfungen

Entwicklung und Validierung von Materialkarten für Aluminiumlegierungen über verschiedene Dehnraten

Für die Entwicklung sicherer und leistungsfähiger Fahrzeuge ist in der Automobilindustrie die genaue Materialcharakterisierung eminent wichtig. Die FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau stand vor der Aufgabe, Materialkarten für Aluminiumlegierungen zu erstellen, die ein breites Spektrum von Dehnraten abdecken – von quasistatischen Bedingungen bis hin zu hochdynamischen Crash-Szenarien. Diese Materialkarten sind entscheidend, um das Verhalten von Aluminium in unterschiedlichen Belastungssituationen präzise vorherzusagen und tragen dazu bei, die Fahrzeugsicherheit sowie die Effizienz stetig zu optimieren.

Die besonderen Herausforderungen:

1. Materialcharakterisierung bei hohen Dehnraten: Die erste große Herausforderung bestand darin, genaue und zuverlässige Daten über das Verhalten der Aluminiumlegierungen bei hohen Dehnraten zu gewinnen. Bei solchen Geschwindigkeiten verhalten sich Materialien anders als unter langsameren, quasistatischen Bedingungen. Die Messung präziser Daten in diesem Bereich erfordert spezialisierte Ausrüstung und Fachkenntnisse, um die schnellen und oft gewaltigen Belastungen adäquat zu erfassen.
2. Validierung der Materialkarten unter gleichen Randbedingungen: Eine weitere kritische Aufgabe war die Validierung der entwickelten Materialkarten durch Komponententests, die sowohl quasistatische als auch hochdynamische Bedingungen simulieren können. Diese Validierung muss sicherstellen, dass die Materialkarten unter verschiedenen Belastungsbedingungen konsistent und zuverlässig funktionieren. 
   Die Herausforderung dabei: Prüfumgebungen zu schaffen, die diese unterschiedlichen Bedingungen genau nachbilden können, sodass die Materialkarten effektiv geprüft und für die praktische Anwendung freigegeben werden können.

Leichtere Unterfahrschutzsysteme durch präzise Prüfungen

Die Entscheidung der FLB GmbH, hoch spezialisierte Prüfsysteme wie die Z100 und HTM 5020 einzusetzen, führte zu herausragenden Ergebnissen, sowohl in Bezug auf die wissenschaftliche Datenqualität als auch auf die Produktentwicklungsgeschwindigkeit. Die kombinierte Anwendung dieser Geräte ermöglichte es, Materialien über das gesamte Spektrum von Belastungsgeschwindigkeiten, von quasistatisch bis dynamisch, präzise zu charakterisieren und deren Verhalten auf Bauteilebene valide zu beschreiben.

Durch die generierte Datenbasis konnte die FLB GmbH nicht nur die Genauigkeit ihrer Materialcharakterisierung signifikant verbessern, sondern auch die Entwicklung von innovativen Produkten beschleunigen. Ein konkretes Ergebnis dieser verbesserten Test- und Entwicklungsprozesse ist die Initiierung eines Vorentwicklungsprojekts für Unterfahrschutzsysteme, die bis zu 20 Prozent leichter als die bisherigen Serienprodukte sind. Dies stellt einen signifikanten Fortschritt im Bereich Leichtbau und Effizienzsteigerung dar, der direkt auf die verbesserten Prüfverfahren zurückzuführen ist.
Kunden der FLB GmbH zeigten sich überaus zufrieden mit den erzielten Fortschritten. Die verbesserte Materialcharakterisierung und Produktentwicklung ermöglichten es ihnen, fortschrittlichere und leichtere Bauteile zu implementieren, die die Sicherheit und Performance der Fahrzeuge erhöhen, während sie gleichzeitig zur Reduktion des Gesamtgewichts beitragen.