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Thema und Ziele 

Leichtbau-Fahrzeugstrukturen sind ein Schlüsselfaktor auf dem Weg zu einer ressourcenschonenden Mobilität. Vor dem Hintergrund aktueller klimatischer und politischer Entwicklungen spielen hierbei neben technischen und ökonomischen Kriterien zunehmend umweltbezogene und soziale Aspekte eine Rolle. In den letzten Jahren haben sich im Leichtbau zunehmend hybride Bauweisen etabliert, die Stoff-, Gestalt- und Funktionsleichtbau synergetisch verknüpfen. Durch den Einsatz von verstärkten Kunststoffen in Kombination mit Stahl können Umweltauswirkungen etwa im Vergleich zu Aluminium/Magnesium-Strukturen deutlich gesenkt werden. Auch zeigt die Recyclingfähigkeit der neuen Materialien bzw. der Fahrzeugstrukturen großes Potential für verbesserte Umweltauswirkungen. Die Kombination von thermoplastischen Faserverbund(FKV)-Hohlprofilen, Organoblechen und Spritzguss (FuPro-Bauweise) ist hierfür prädestiniert. Mit nur einem einzigen Werkstoffsystem, welches zudem gut rezyklierbar ist (z. B. GF/PP), kann dabei größte Gestaltungs-freiheit realisiert werden. Die FuPro-Bauweise besitzt aufgrund ihres integralen Charakters erhebliche wirtschaftliche Potenziale gegenüber klassischen Monomateriallösungen. Im Fokus des Vorhabens steht der Transfer dieser Leichtbauweise in den Anwendungsmaßstab mit möglichst geringen Umweltauswirkungen unter Berücksichtigung aller Lebensphasen des Produktes. Neben dem ausgewiesenen Leichtbaupotenzial besteht durch die Substitution von Magnesium, den konsequenten Einsatz von CO₂-armen Werkstoffen und eine abfallfreie Produktion mit maximalem Rezyklateinsatz die Möglichkeit, die Umweltauswirkungen derartiger Bauteile um ca. 90% zu reduzieren.

Das Fraunhofer IWS bringt seine langjährige Expertise auf dem Gebiet der laserbasierten Oberflächenmodifikation ein. Vor der Verbundherstellung werden die Multimaterial-Schnittstellen gezielt mit dem Laser strukturiert. Hierdurch kann auf zusätzliche Haftvermittler verzichtet und die Recyclingfähigkeit des Bauteils gesichert werden. Ziel des Teilvorhabens ist das Entwickeln und Optimieren der Laserprozesse zur Oberflächenvorbehandlung. Arbeitsziele sind das Erhöhen der Verbundfestigkeit, die Übertragung der Laserprozesse von 2D-Proben auf die komplexe, dreidimensionale Form des Demonstrators und das Erreichen industrietauglicher Prozesszeiten.