Strukturelle Metall-Kunststoff-Hybridbauweise am Beispiel eines Stoßfänger-Querträgers der elektrifizierten, automobilen Großserie – Darstellung eines wirtschaftlichen Herstellungsprozesses durch Integration einer On-Line-Qualitätssicherung und Optimierung der Materialausnutzung
Ziel des Vorhabens ist die Teilhybridisierung primärer Karosseriestrukturen bzw. Karosseriekomponenten für Elektrofahrzeuge (BEV) am Beispiel eines Crashmanagementsystems im automatisierten Serienumfeld mit erhöhter Stückzahl und somit erhöhter Taktzeitanforderung. Ausgehend von bestehenden mehrteiligen Stahlkonstruktionen auf Basis warmumgeformter Stähle, soll die Hybridisierung bzw. Funktionalisierung mittels kurz- und langfaserverstärkten Kunststoffen erfolgen. Hierdurch soll einerseits das Leistungspotential der Baugruppe verbessert und zudem metallische Einleger substituiert werden. Dabei werden sowohl thermoplastische Halbzeuge wie langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) und glasmattenverstärkter Thermoplast (GMT) als auch duroplastische Pressmassen wie Sheet Molding Compounds (SMC) betrachtet.
Ausgehend von bestehender Anlagentechnik, wird der angedachte Prozessablauf in der ersten Projektphase innerhalb einer sensorintegrierten Laborumgebung für einen Technologieträger aufgebaut. Dieser Prozess dient zum einen zur Erarbeitung einer Datenbasis hinsichtlich einer prozessparameterabhängigen Sensitivitätsanalyse, zum anderen können diese Daten zur Schärfung der virtuellen Abbildung von Prozess- und Struktursimulation herangezogen werden. Die Erkenntnisse der Prozess und Strukturbewertung fließen in die Konstruktion des Finalbauteils Stoßfängerquerträger ein und werden zum Aufbau eines robusten Fertigungsprozesses (Mindestmaß an Qualitätssicherung) unter Führung des Tier1 genutzt. Die Validierung des Finalprozesses soll dabei durch eine Mehrtagesproduktion beim Tier1 erfolgen. Die daraus hervorgehenden Strukturen werden unter OEM-Richtlinien auf ihre strukturellen Fähigkeiten hin untersucht. Diese Stückzahlproduktion setzt einen geregelten Stofffluss unter Serienbedingungen voraus, was eine detaillierte Prozessplanung (notwendige Halbzeuge, Stellplätze, Lagerung etc.) bedingt und Aufschluss über reale Prozess- und Standzeiten liefert. Diese dienen als Grundlage der Wirtschaftlichkeitsbewertung in Bezug auf bestehende Technologien. Des Weiteren wird hier ein definierter Qualitätsanspruch im Sinne eines Grenzmusterkatalogs erarbeitet.