Beschreibung
P 1059 – Innovationstransfer, technische Potenzialbewertung und Lebenszyklusanalyse
Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse des Teilprojekts 5 (TP5) im Forschungsverbund „Massiver Leichtbau“ zusammen, das im Gesamtprojekt eine „Klammerfunktion“ übernimmt, indem es die der wissenschaftlich-technologischen Entwicklung der Bauteile nachgelagerten Prozesse in Hinblick auf wirtschaftliche Umsetzung und Nachhaltigkeit in das Untersuchungsprogramm einbezieht. Im Projekt wurde die Funktionsweise des sektoralen Innovationssystems untersucht und auf dieser Basis wurden Innovationshemmnisse identifiziert. Im Bereich der Stahl und Umformunternehmen bestehen diese beispielsweise in Form von eingefahrenen Routinen. Bei den Systemzulieferern und OEMs ist derzeit noch kein ausreichendes Wissen über die Möglichkeiten neuer Materialien und Bauteildesigns vorhanden. Darüber hinaus sind die Entscheidungsprozesse aufgrund der Vielzahl von relevanten Ansprechpartnern zum Teil recht komplex. Ein besonderes Hemmnis stellen die bislang noch zu geringen Kontakte zwischen Stahl- und Umformunternehmen auf der einen sowie Systemzulieferern und OEMs auf der anderen Seite dar. Impulse für einen Abbau der Innovationshemmnisse und eine intensivere Beschäftigung mit Fragen des Massiven Leichtbaus gingen von der Industrieinitiative und vom Forschungsnetzwerk aus. Die Verstetigung der Beziehungen zwischen den Stufen der Wertschöpfungskette und die frühe Einbeziehung von Umformunternehmen in die Entwicklung neuer Modellgenerationen stellen wichtige Schritte für den Abbau der Innovationshemmnisse dar.
Ein positives Unterscheidungsmerkmal bei der Vermarktung der Leichtbauinnovationen kann die Verbesserung der Energieeffizienz und der Fahrsicherheit sein. Bei der Potenzialbewertung der primär gewichtsreduzierten Bauteile stehen die Effizienz (Antriebsstrang) und Fahrdynamik (Fahrwerk) im Mittelpunkt. Als Ergebnis der Effizienzanalyse kann eine Reduzierung des Energieverbrauchs von ca. 0,1 l Dieselkraftstoff je 100 km und 100 kg im NEFZ festgehalten werden. In Bezug auf die Fahrdynamik wurde eine Bewertung der Verbesserung von Fahrsicherheit und Fahrkomfort als Folge der primären Gewichtsreduktion anhand dezidierter Fahrmanöver vorgenommen. Leichtbau hat einen positiven Effekt auf Bremsweg und doppelten Fahrspurwechsel (Fahrsicherheit und -dynamik). Eine Analyse sekundärer Gewichtseinsparpotenziale zeigt, dass eine primäre Gewichtsreduktion weitere Potentiale von ca. 30-50% ermöglicht. Die Lebenszyklusanalyse beinhaltet schließlich für ein Zahnrad als ausgewähltes Referenzbauteil eine holistische Darstellung des Effektes der Leichtbaumaßnahmen.
Veröffentlichung:
Februar 2020
Beteiligte Unternehmen:
agentur im turm, Deutsche Edelstahlwerke GmbH, fischerwerke GmbH & Co. KG, Fuchs Schraubenwerk GmbH, Georgsmarienhütte GmbH, GKN Driveline Trier GmbH, Hirschvogel Umformtechnik Gmb, Max Aicher Stiftung, Opel Automobile GmbH, Räuchle GmbH + Co. KG, Robert Bosch GmbH, Rohrwerk Maxhütte GmbH, Saarstahl AG, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, SEISSENSCHMIDT GmbH, Sidenor SA, SKF GmbH, Vestas Nacelles Deutschland GmbH, voestalpine Metal Engineering GmbH & Co. KG, Volkswagen AG, ZF Friedrichshafen AG
Forschungseinrichtungen:
RWI – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung e.V. (Essen)
Institut für Kraftfahrzeuge (ika) (RWTH Aachen)