Fortschritt durch Leichtigkeit Leichtbau trifft Schwerlast

Fortschritt durch Leichtigkeit
Fortschritt durch Leichtigkeit
Leichtbau trifft Schwerlast
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Agenda
Die LEIBER Group GmbH & Co. KG
Leichtbau
Der Weg zum optimierten Luftbalgträger
Ausblick
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Leiber in Zahlen
2 autarke Produktionsstandorte
 ~103 Mio. Euro Umsatz (2014)
 ~750 Mitarbeiter (D & PL)
 ~14.000 Tonnen Aluminium
 20 Schmiedelinien
 88 CNC-Bearbeitungszentren
Ruda Slaska
Emmingen
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Umsatzverteilung nach Branchen
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Aluminium Knetlegierungen
510
430
420
360
Rp0,2
Rm
Elongation A5 5-6%
AA 6082
Angaben in MPa
Zustand: T6 / T73
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Rp0,2
Rm
Elongation A5 6-10%
AluHigh
Rp0,2
Rm
Elongation A5 8-12%
Rp0,2
Rm
Elongation A5 3-6%
AluXtrem
EN AW-7175
Fortschritt durch Leichtigkeit
CAE Tools bei LEIBER
-
CATIA V5 R19
-
-
Altair solidThinking Inspire
-
CAD
Siemens Teamcenter 10.1
-
Topologie Optimierung
Siemens NX9
-
-
CAD
Lineare FEM
PLM
simufact.forming V12
-
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Materialfluss Simulation
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Leichtbau
Der Weg zum optimierten Luftbalgträger
Ausblick
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Leichtbau notwendig?
Quelle: www.fotocommunity.de
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Warum Leichtbau
-
Transport einer höhere Nutzlast bei gleichem Gesamtgewicht
-
Kraftstoffersparnis [Nutzlast kg/l]
-
CO2 Reduktion [Nutzlast kg]
-
Weniger Fahrten / Verkehrsentlastung
Quelle: www.morgenpost.de, www.dieterblasl.wordpress.com, www.autogazette.de
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Leichtbauarten
Fertigungsleichtbau
Stofflicher Leichtbau
Konstruktiver Leichtbau
Einsparpotenziale im der
Herstellungs-, Fertigungs- und
Montageprozess
Substitution des bestehenden
Werkstoffs durch einen anderen
Anpassung der Geometrie an die
Anforderungen, bei minimalem
Gewicht
•
•
•
•
Tailored Welded Blanks
Substitution von Stahl durch
Aluminium
Belastungsgerechte
Auslegung / Konstruktion
Hybridschmieden
•
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Einsatz hochfester Stähle
•
Topologie Optimierung
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Der Weg zum optimierten Luftbalgträger
Ausblick
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Einbausituation des Luftbalgträgers im Auflieger
Für das sichere Fahrverhalten (Spurführung, Traktion, Bremsvorgang) eines
Nutzfahrzeuges ist Bedingung, dass alle Räder in jeder Fahrsituation weitgehend
gleichmäßigen Kontakt zur Fahrbahn haben und die Radlasten nur wenig schwanken.
(Quelle: Nutzfahrzeugtechnik, 6. Auflage, Vieweg Teubner)
Quelle: www.MAN.de, www.daf.com, www.tamiya.de
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Ausgangs Modell
•
Werkstoff: GJS
•
Gewicht: 8,4 kg
•
Befestigung über Schrauben an der Trailerachse
•
Einfache Lastrichtung
•
Keine Querkräfte
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Aufbau solidThinking Inspire
Aufbau verschiedener Modelle, Variation der Parameter
- Definition des Design / Non Design Space
- Aufbringen der Last
- Aufbringen der Randbedingungen
- Fertigungsrestriktionen
- Netzgröße
- Massenziele bei maximaler Steifigkeit
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Umsetzung in CAD
•
Umsetzung der Ergebnisse aus solidThinking Inspire in CAD
•
Konstruktionsbegleitende FEM Simulationen
•
Variation der Geometrie
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FEM Aufbau CATIA
Modellaufbau: Catia FEM (GAE)
• Elementtyp: parabolische Tetraeder
• Lokale Netzgröße
• Lasten (momentenfrei, senkrecht auf definierte Fläche)
• Feste Einspannung
• Aluminium
• ~ 210000 Knoten
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Geometrievergleich
Fazit:
•
Verbesserung der Spannungsverteilung im optimierten Aluminiumschmiedeteil
•
Gewichtsreduktion von über 50% (8,4 kg -> 3,85 kg)
•
Steifigkeitsverlust
•
erstes Aluminium Schmiedebauteil im Aufliegerbereich
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Materialfluss Vorgesenk
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Materialfluss Fertiggesenk
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Zusammenfassung
Einbausituation
Konzept
Umsetzung in CAD
/ Analyse
Schmiede
Luftbalgträger
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Achsaufbau IAA 2014
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Ausblick
-
Prüfstand (statisch, dynamisch)
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-
Modelländerungen?
Feldversuch mit ausgewählten Partnern
-
Modelländerungen?
-
SOP 2016 geplant
-
…
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Fortschritt durch Leichtigkeit
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Uwe Kasper
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Rudolf-Diesel-Str. 1-3
78576 Emmingen-Liptingen
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