Forschung

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Schwerpunkte

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Die Forschungsaktivitäten im Bereich der Karosserietechnik/Fahrzeugintegration zielen auf anwendungsorientierte Forschungsaufgaben ab. In einen Netzwerk von Industriepartnern und anderen Forschungseinrichtungen liegt der Forschungsfokus auf folgenden Themen:

  • Innovative, zukunftweisende Fahrzeugkonzepte
  • Karosserieleichtbaustrukturen unter Anwendung neuer Bauweisen und Materialien
  • Systeme der passiven Fahrzeugsicherheit
  • Modulare Fahrzeugkonzepte
  • Virtuelle Methoden der Karosserieentwicklung
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Laufende Projekte

Hybridmetall - Integrative Karosserieleichtbaustrukturen

Hybridmetall - Integrative Karosserieleichtbaustrukturen in gussintensiver Metall-Hybridbauweise nach dem „In-Mould“- und „Out-Mould“-Assembly-Verfahren

Die in diesem Projekt zu erforschenden neuartigen, „gussintensiven Hybridmetalle“ nach dem „In-Mould-Assembly“-Verfahren, aber auch speziell gebaute Lösungen von Blechschalen und Gussstrukturen („Out-Mould“-Assembly)  - als eine „interagierende“ Struktureinheit - liefern je nach Materialkombination eine deutliche Gewichtsersparnis (20 - 40%). Die theoretischen Grundlagen, insbesondere die strukturmechanischen Prinzipien und Potentiale, sind bekannt, beziehungsweise teilweise aus der Luftfahrt übertragbar.  Die Umsetzung der Grundlagen in ein zielgerichtetes, „industrielles Forschungsvorhaben“ unter Berücksichtigung produktionsrelevanter Fragestellungen ist Ziel dieses Projektes.


Partner

  • Tower Automotive GmbH
  • Imperia
  • RWTH WZL
  • RWTH Gi

Anwenderkreis

Porsche AG, VW AG

 

Projektinformationen (pdf 118kB)

StrInnoCar - Entwicklung einer optimalen Wertschöpfungsstrategie für innovative Fahrzeugkonzepte in NRW

StrInnoCar - Entwicklung einer optimalen Wertschöpfungsstrategie für innovative Fahrzeugkonzepte in NRW

Der Antrag zielt auf eine gemeinsame Wertschöpfungsstrategie für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in NRW zur Produktion und Entwicklung von Innovativen Fahrzeugen ab.

 

Partner:

  • RWTH Aachen (WZL)
  • Streetscooter GmbH
  • Barbus
  • Institut für Elektromobilität der Hochschule Bochum

 

Projektinformationen (pdf 115kB)

ProSerie - Vom Prototypen zur Serie - Intelligente Beriebsmittel zur Senkung von Industrialisierungsbarrieren

ProSerie - Vom Prototypen zur Serie - Intelligente Beriebsmittel zur Senkung von Industrialisierungsbarrieren

Im vorliegenden Forschungsvorhaben wird die Entwicklung von Werkzeugen und Vorrichtungen für die Befähigung der marktfähigen Fahrzeugproduktion in kleinen und mittleren Stückzahlen verfolgt. Dazu gehört ebenso die Technologieauswahl wie auch die Entwicklung einer geeigneten Produktionsstrategie für betrachtete Anlauf- und Stückzahlszenarien.

Partner:

  • RWTH Aachen (WZL, ISF)
  • Streetscooter GmbH
  • WBA Werkzeugbau Akademie GmbH
  • Grunewald GmbH & Co. KG
  • Kirchhoff Automotive GmbH
  • ZenTec Automotiv GmbH
  • Imperia GmbH
  • CP Autosport
  • Bombardier

Projektinformationen (pdf 291kB)


Abgeschlossene Projekte

EC2Go

EC2Go – Das Car-Sharing-E-Mobilitätsmodell für urbane Regionen

Zielsetzung dieses Projektes ist es, ein urbanes e-Mobilitätsmodell auf Basis einer Car-Sharing-Flotte zu erforschen und für eine konkrete Umsetzung ab 2013 vorzubereiten. Das Projekt versteht sich als technische Durchführbarkeitsstudie.

Beim EC2Go werden die Vorteile eines Fahrzeuglayouts mit e-Antrieb zu Gunsten eines urbanen Innenraum-Nutzungskonzeptes umgesetzt sowie das e-Fahrzeug in seinen Eigenschaften deutlich auf Car-Sharing zugeschnitten. Eine Fahrzeugkonzeption für typisch urbane Bedürfnisse kann hier deutlich zielgerichteter erfolgen als bei einem e-Fahrzeug, welches möglichst viele Endkunden mit den unterschiedlichsten alltäglichen Anforderungen erreichen möchte. Neben dem richtigen Antriebs- und Energiespeicherkonzept liegt ein sehr hoher Fokus auf den Bereichen Fahrzeug-, Nutzungs- und Funktionssicherheit sowie auf einem sinnvollen, multimedialen Schnittstellenmanagement zwischen dem „Fahrzeug“, der „Infrastruktur“, dem „User“ sowie dem „Car-Sharing-Betreiber“.


Partner

  • Solar-Institut Jülich der FH Aachen (SIJ), Prof. Dr.-Ing. Bernhard Hoffschmidt
  • FB Elektrotechnik & Informationstechnik, Prof. Ritz
  • Labor für Automobiltechnik, Prof. Röth
  • FB L&R Triebwerkstechnik, Prof. Esch
  • FB Energietechnik, Prof. Hodapp

 

Projektinformationen (pdf 97kB)

Mehr unter ec2go.de

Qualifizierungsverbund Automotive Vehicle Integration / Body Engineering and Advanced Automotive Engineering

Qualifizierungsverbund Automotive Vehicle Integration / Body Engineering and Advanced Automotive Engineering

Der Qualifizierungsverbund hat sich die Aufgabe gestellt, in Zusammenarbeit mit Industriepartnern, Forschungseinrichtungen und technischen Hochschulen, einen Bachelor-Studiengang für Karosserietechnikingenieure aufzustellen. Diese Ingenieure sind in den Standardsystemen Karosserierohbau, Exterieur und Innenausstattung, aber auch zusätzlich in den Bereichen der Fahrzeugintegration (Fahrzeugkonzepte, Fertigungsstrategien sowie Entwicklungsmethoden und -prozesse) qualifiziert. Der Mangel an qualifiziertem Personal in den Bereichen Konzeptentwicklung und Fahrzeugapplikation soll durch die Einrichtung eines Master-Studiengangs beseitigt werden.

Partner

Unternehmen wie Ford, Tower, Zender, Johnson Controls, FEV, GIF, ETAS oder Bosch haben den Aufbau der Studiengänge aktiv unterstützt und sind in die Lehrinhalte eingebunden. Forschungseinrichtungen wie das Ford Forschungszentrum, die RWTH, TU Braunschweig arbeiten in verschiedensteten Projekten mit dem Automotive-Bereich der FH Aachen zusammen.

VarioStruct - hybride Leichtbaustrukturen

VarioStruct – Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung spezieller, hybrider Leichtbaustrukturen in Stahlblech-Aluminium-Verbund

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Hybrid-Bauteils, welches die Vorteile einer Blechstruktur mit denen einer Gussstruktur kombiniert. Das grundlegende Wissen der Hybridtechnologie sowie der Herstellbarkeit soll erweitert werden. Die Forschung soll den Projektpartnern ermöglichen im Bereich Stahl-Aluminium-Hybridtechnologie zu führenden Wissensträgern zu werden. Als solche wird angestrebt mit einem kleineren oder mittleren Unternehmen die Markteinführung der Hybridtechnologie vorzubereiten.

Partner

  • Imperia
  • Gießereiinstitut RWTH

VisMut - Virtueller Synthese-Baukasten von innovativen Multi-Material-Karosseriestrukturen

VisMut - Virtueller Synthese-Baukasten von innovativen Multi-Material-Karosseriestrukturen für kleinere und mittlere Fahrzeuglosgrößen

Eine wesentliche Zielsetzung bei diesem Forschungsvorhaben ist die vollständige, geometrische Beschreibung der verschiedenen zu betrachtenden Materialmischbauweisen sowie deren Analyse hinsichtlich geometrischer Ähnlichkeiten und Differenzierungsumfängen. Um der Synthesekonzeption und der damit verbundenen Variantenvielfalt optimal zu entsprechen werden numerische Modelle unter dem Aspekt einer allgemeingültigen Übertragbarkeit entwickelt. Die numerische Beschreibung betrachtet für die einzelnen Materialkombinationen sowohl die Materialmodelle der zu verwendenden Werkstoffe sowie deren Verbindungstechnik. Mit Hilfe des „Virtuellen Synthese-Baukastens“ werden für zukünftige Fahrzeugmodelle schnelle Struktur-Layouts, in einem optimalen Material-Mix unter Berücksichtigung multifunktionaler Lastbeschreibungen, Packagevorgaben und Fertigungsrestriktionen besonders für Kleinserienfahrzeuge konzipierbar sein.

WING - Funktionsintegrierter Leichtbau

WING - Funktionsintegrierter Leichtbau - Werkstoffsynthese und -entwicklung von dünnwandigen, funktionsintegrierenden Hochleistungsstrukturbauteilen in neuartigem Stahlblech-Leichtmetall-Verbundguss

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, unter Leichtbau-, Leistungs-, Bauraumnutzungs- und Integrationsaspekten eine bedarfsgerechte Kombination zweier Materialien sowie entsprechender Beschichtungen in einem wirtschaftlichen Verfahren unter Verzicht aufwendiger Fügetechniken für die Herstellung von Fahrzeugstrukturkomponenten zu entwickeln. Diese Fahrzeugstrukturkomponente soll zudem Anforderungen aus allen relevanten Anforderungen aus den Attributsbereichen „Lebensdauer und Betriebsfestigkeit“, Produktion (einschl. Montage) sowie typischen Merkmalen der Qualitätsbeurteilung erfüllen. Unter Beachtung sämtlicher Anforderungen soll die funktionsintegrierte und bedarfsgerechte Werkstoffkombination als Demonstrator in Form einer Pkw-Teilstruktur als hybride Werkstoff-Komponente abgebildet werden.

Partner

  • Imperia GmbH
  • Tower Automotive Holding GmbH
  • Schaufler Tooling GmbH & Co. KG
  • RWTH Gießereiinstitut
  • Im Anwenderkreis: Volkswagen AG, Porsche AG

ViLei – Virtuelle Darstellung hochwertiger attributsbezogener Leichtbaugüten

ViLei – Virtuelle Darstellung hochwertiger attributsbezogener Leichtbaugüten

Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, besonders hochwertige, attributsbezogene Leichtbaugüten unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Kenngrößen darzustellen und in einem virtuellen Synthese-Baukasten abzubilden. Dabei sind insbesondere die Klein- und Mittel-Serien-Fahrzeuge wie zum Beispiel Elektrofahrzeuge, Sportwagen und Sonderfahrzeuge im Fokus.

Wegen der aktuellen Trends des steigenden Anspruchs für Nischenprodukte und Fahrzeugvarianten in der Automobilindustrie, gewinnen die Klein- und Mittel-Serienproduktion mehr Bedeutung. Gleichzeitig begegnet die Karosserie immer steigenden Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Leichtbaukonstruktion. Der zunehmende Konkurrenzdruck nötigt die Automobilhersteller zu kürzeren Entwicklungszeiten und niedrigeren Entwicklungskosten. Mit Blick auf diese Herausforderungen müssen die zukünftigen Fahrzeugkarosserien intelligent in der Werkstoffauswahl mit der entsprechenden Bauweise und den hierfür erforderlichen Fertigungsverfahren sein.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wird ein Konstruktionskonzept basierend auf Gitterrohr- beziehungsweise SpaceFrame-Konstruktionen entwickelt. Eine solche Konstruktion bildet dann die komplett tragende Struktur fertigungstechnisch und strukturell intelligente Karosserien zu konzipieren, die sich nach gegebenen Begrenzungen wie Bauraum und Fertigungsrestriktionen richtet. Auf Basis von diesem Projekt sollen zukünftige Karosseriestrukturen mit konzeptgleichen, standardisierten und einfachen Baukasten konzipierbar werden. Um die Struktur-Intelligenz in Karosseriekonstruktionen zu integrieren beziehungsweise die Leistungsfähigkeit der Karosserie früh in der Konzeptphase der Konstruktion prognostizieren zu können, werden verschieden analytische und numerische Methoden in Strukturmechanik bewertet. Gleichzeitig werden Materialmischbauweisen für Crashfestigkeit und Verformungsverhalten und statische Steifigkeit verglichen und in der Karosseriekonstruktion integriert. Dafür kommen moderne CAE Methoden wie Finite Elemente Methode (FEM) zum Einsatz.

 

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Im Gebäude Boxgraben 100 befinden sich die unterschiedlichen Labore des Bereiches Karosserietechnik, in denen sowohl Industrie Projekte bearbeitet werden, als auch Studenten an die Arbeit mit für die Karosserietechnik typischen Einrichtungen herangeführt werden.

Das besondere an diesem Gebäudekomplex ist die Nähe von mehreren Arbeitsräumen mit vernetzten Computerarbeitsplätzen für CAx Konstruktion und Festigkeitsberechnungen zu den Werkstätten mit Testeinrichtungen für fertige Bauteile.

Dadurch ist es Möglich Bauteile zuerst 3 - Dimensional für CAx Anwendungen zu erfassen, ihre mechanischen Eigenschaften zu simulieren und anschließend die ermittelten Daten praktisch In Belastungstests exakt zu verifizieren.

Das Labor für Automobiltechnik arbeitet dabei eng mit anderen Fachbereichen zusammen und kann so auf eine ergänzende Ausstattung zurückgreifen.

Crashanlage

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Mit der Crashanlage werden Optimierungspotentiale experimentell ermittelt und Deformationsuntersuchungen durchgeführt.

Beurteilt wird das Aufprallverhalten des Prüflings durch Messung von Weg, Kraft und Beschleunigung sowie durch Aufnahme von Hochgeschwindigkeitsvideos. Der Einsatz erfolgt für die Lehre, für Forschungsprojekte und im Rahmen der Auftragsentwicklung für die Fahrzeug- und Zuliefererindustrie.

Daten

  • Beschleunigungsstrecke: 12,5m

  • Max. Beschleunigung: ~3g

  • Hydraulischer Antrieb: 300kW

  • Aufzeichnung: 16 simultanen Kanälen

  • Samplingrate: 50kHz pro Kanal

Schlittenseite

  • Aufprallgeschwindigkeit: 30-100km/h
  • Prüfmassen: 150kg – 500kg

Fahrzeugseite

  • Aufprallgeschwindigkeit: bis 30km/h
  • Fahrzeugmassen: bis 2500kg

  • Basis: Gesamtfahrzeug-Crashanlage der BMW AG München
  • 2006 Umbau in Crash-Schlittenanlage in Eigenleistung
  • Besonderheit: hohe Geschwindigkeit, sehr hohe Präzision
  • reproduzierbare Versuchsdurchführung von Komponententests mit zuverlässiger Validierung von FEM-Simulationsmodellen
  • zweigeteilten Aufbau

    • rechte Seite: Fahrzeugkomponenten auf einem schweren Metallschlitten
    • linke Seite:komplette Fahrzeugkarosserien mit im Boden versenktem Schlittensystem

  • Auswertung hochwertiges integratives Messsystem mit Steuerung der Anlage, den Kraftsensoren als auch einer Hochgeschwindigkeitskamera gekoppelt
  • CE-zertifiziert

Anlagenbeschreibung (pdf 213kB)

Zug/ Druck Prüfmaschine

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Daten

  • Mechanischer Zug-Druck-Prüfstand - Artios
  • Max. Verfahrweg:  2100mm
  • Verfahrgeschwindigkeit: 0-8,43mm/s
  • Prüfraum (LxBxH): 860x450x2400mm
  • Maximalkraft:  500.000N (ca.50,9t)
  • Eigengewicht:  ca. 6t
  • Messgenauigkeit: 

    • 500kN-Kraftmessdose: 0,03%
    • 100kN-Kraftmessdose: 0,05%

Einsatz

  • Ermittlung von quasistatischen Verformungen aus Stauch-, Biege-, Torsions- und Zugversuchen zur Bestätigung von Ergebnissen aus FEM-Simulationen
    oder Funktionskontrolle von Bauteilen

Besonderheit

  • Übertragung sehr hoher Kräfte
  • höchste Genauigkeit durch 4-Säulen-Führung
  • Umsetzung außergewöhnlich hoher Verfahrwege

Anlagenbeschreibung (pdf 149kB)

Klimakammer

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Daten

  • Modell: Vötsch VC³ 7200
  • Prüfrauminhalt: ca. 2247 Liter
  • Abmessungen Prüfraum:

    • ca. 1100 breit 
    • ca. 2150 mm tief 
    • ca. 950 mm hoch

  • Temperaturbereich für Temperaturprüfungen: -75 °C bis +180 °C
  • Temperaturbereich für Klimaprüfungen: +10 °C bis +95 °C
  • Feuchtebereich: 10 % r.F. bis 98 % r.F.
  • Taupunktbereich: -3 °C bis +94 °C
  • Temperaturabweichung, zeitlich in Nutzraummitte: +/- 0,1 K bis +/- 0,5 K
  • Temperaturabweichung, räumlich: +/- 0,5 K bis +/- 1,5 K
  • Temperaturgradient nach IEC 60068-3-5: 1 K bis 3 K
  • Temperaturänderungsgeschwindigkeit nach IEC 60068-3-5:

    • Heizen: ca. 2,5 K/min 
    • Kühlen: ca. 1,5 K/min

Anlagenbeschreibung (pdf 74kB)

Prüfkammer für Akustikmaterialien

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Mit der 2008 gebauten Messbox an der FH Aachen („Ruffomat“ genannt) werden zurzeit vorwiegend ebene Materialproben akustisch bewertet werden bezüglich ihrer Dämm- und Absorptionswirkung. Seine Abmessungen erlauben (in Anlehnung an den bekannten “Appamat“ und an die „Petit Cabine“ der Akustik-Firma Rieter AG)  die gleichen Probenmaße von 80 cm x 80 cm (mit einem Messfenster von 70 cm x 70 cm.

Die Messbox ist ein verkleinerter, auf Probenmaterial ausgelegter Fensterprüfstand in Anlehnung an den Normprüfstand nach DIN 52210 und wurde vorerst mit einem Lautsprecher ausgestattet. (Die Option Körperschallanregung mittels eines Shakers ist noch realisierbar.) Somit erfolgt die akustische Anregung im schallharten Senderaum mit einem Rausch- oder Sinussignal. Das Empfängermikrofon in der schallweichen Kammer erfasst das bedämmte und bedämpfte Geräusch. Mit einer handelsüblichen Akustik-Software können Differenzpegel ) -verläufe und ihre Spektren ermittelt werden.

Proben-Platten sind in der Regel Halbzeuge, aus denen Teile für die passive Akustik-Ausstattung im Automobilbau hergestellt werden. Sie bestehen oft aus einer Materialkombination, die sowohl dämmt (reflektiert) wie auch dämpft (absorbiert) oder auch im Doppelwandprinzip weitere Vorteile aufweisen können.

  • Die akustische Güte solcher Materialien wird
    a) im Vergleich zu einem (unbelegten) Referenzblech ermittelt oder
    b) in Relation zu ähnlichen Proben erfasst.
  • Geprüft werden jeweils die Dämmwirkung (incl. Schlüsselocheffekte)  und die Absorberwirkung von unterschiedlich aufgebauten Platten.

Aufgrund der Kammer-Abmessungen sind Relativ-Aussagen erst ab ca. 300 Hz möglich.


Anlagenbeschreibung (pdf 192kB)

CAE

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Neben der Erfassung von Kennwerten können, an mit verschiedenen Software-Programmen ausgestatteten Rechnern, CAx-Konstruktionen, Simulationen und Berechnungen durchgeführt werden.

  • CAD: Catia V5 & V4; I-DEAS; Inventor, UG
  • FEM: Hypermesh, Radioss, LS-Dyna, Ansys, I-Deas  Simulation, Abaqus, Optistruct
  • Dynamik: Adams
  • DMU: EAI VIS Plus, Catia V5 
  • Package: Ramsis
  • Design: Alias Autostudio, Rhino 3D
  • VR: CAVE / VRCA of RWTH

Anlagenbeschreibung (pdf 297kB)

3D Drucker Z Printer 450

Einsatz:

Zum Bau dreidimensionaler farbiger Demonstratoren für Konstruktions- und Funktionsüberprüfungen

Technische Daten:

  • Auflösung: 300 x 450 dpiSchichtdicke: 0,089mm - 0,102mm
  • Farbdruck: Vollfarbdrucker 180.000 Farben
  • Bauraum: 203 x 254 mm x 203 mm
  • Minimale Detailwiedergabe: 0,15 mm
  • Vertikale Baugeschwindigkeit: 23mm/Stunde
  • Pulverbefüllung: automatische Pulverzuführung
  • Pulverrecycling: automatisches Pulverrecycling
  • Entpulverstation: integriert

Anlagenbeschreibung (pdf 105kB)

Servohydraulischer Betriebsfestigkeitsprüfstand

Einsatz:

für statische und dynamische Material- & Bauteilprüfung für Zug-, Druck- Biegeversuche mit ruhender und zügiger Belastung;
Schwingprüfungen im Schwell- und Wechsellast-Bereich

Technische Daten:

  • Prüfkraft statisch ± 25 kN
  • Prüfkraft dynamisch ± 20 kN
  • Kolbenweg ± 25 mm
  • Lichte Weite zwischen den Säulen 400 mm
  • Tiefe der T-Nutenplatte 600 mm
  • Prüfraumhöhe zw. den Steckbolzenadaptern bei Kolbenmittelstellung 1000 mm
  • Kraftmessdose GTM-K50 kN Messgenauigkeit gemäß EN ISO 7500-1 von 0.5 bis 25kN Kl. 0.5 von 0.1 bis 0.5kN Kl. 1.0
  • Induktiver Kolbenwegaufnehmer 80nV/V /± 25 mm
  • Genauigkeitsklasse EN9513 Kl. 0.5

Anlagenbeschreibung (pdf 127Kb)

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