Eine weitreichende Reduktion von Emissionen gelingt nur, wenn die Produkte früh im Entstehungsprozess auf Nachhaltigkeit ausgelegt werden. Insbesondere Faserverbunde wie CFK sind hier eine Herausforderung. Im Rahmen mehrerer Projekte konnte Edag zeigen, wie eine Mehrfachnutzung die CO2-Bilanz deutlich verbessern kann.
CFK ist durch seine hohe Dauerfestigkeit ein idealer Werkstoff für Langzeitanwendungen. In aktuellen Einsatzbedingungen werden jedoch meist nur die guten Leichtbaueigenschaften genutzt. So übersteigt die Lebensdauer von CFK-Bauteilen die eines Fahrzeugs um ein Vielfaches.
In einem europäischen Konsortium hat Edag genau diesen Umstand für die Entwicklung einer Fahrzeugplattform genutzt, die sich über mehrere Fahrzeugleben einsetzen lässt. Dabei kamen lösbare Verbindungen wie Schrauben, aber auch neuartige, lösbare Klebeverbindungen zum Einsatz. Einen weiteren Beitrag lieferten Werkstoffe mit rezyklierten Kohlenstofffasern, deren Gewinnung von Partnern erforscht wurde.
Die Plattform nimmt die Batterien auf und trägt größtenteils zur Fahrzeugsteifigkeit bei. Ein maßgebliches Einsatzszenario ist die Nutzung in Flottenfahrzeugen für das Carsharing.
CFK-Bauteile mehrfach verwenden
Das Life Cycle Assessment (LCA) zeigte, dass der Einsatz von CFK zwar zunächst höhere CO2-Emissionen verursacht. Über den Lebenszyklus fallen sie aber geringer aus, weil das geringere Gewicht und insbesondere der Verzicht auf Neuproduktion durch Wiederverwendung effektive Einsparungen ermöglichen.
Um schon beim Ersteinsatz auf möglichst geringe Emissionen zu kommen, treibt Edag parallel die Digitalisierung des Entwicklungsprozesses voran. Sie ermöglicht das schnelle und kostengünstige Optimieren von Bauteilen. So verbindet Edag zunehmend Konstruktion und Berechnung und lässt Optimierungsschleifen automatisiert durchlaufen.
Bei dieser Vorgehensweise werden nicht mehr einzelne Bauteile konstruiert, sondern es wird eine sogenannte Bauteil-DNA erzeugt. Sie lässt sich nutzen, um Bauteile für unterschiedliche Randbedingungen ohne Neukonstruktion zu erstellen. Das ermöglicht verkürzte Entwicklungszeiten und besonders schnelle Änderungsprozesse.
KI nutzt bionische Prinzipien für die Konstruktion
Nachhaltigkeit findet auch hier erhöhte Beachtung. Im Rahmen des automatisierten Prozesses wird ein LCA durchgeführt. Gleichzeitig kann durch künstliche Intelligenz der Optimierungsprozess weiter beschleunigt werden. KI ermöglicht zum Beispiel den Verzicht auf aufwendige Crashberechnungen und erlaubt eine schnelle Erstabschätzung nach wenigen Sekunden. Ebenso ist sie in der Lage, bionische Prinzipien in die Bauteile zu implementieren.
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