DigitPro

Mit der Förderinitiative „Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen“ startete das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 2011 einen Wettbewerb, um die Errichtung von öffentlich-privaten Partnerschaften in Deutschland anzuregen und zu unterstützen. Die Besonderheit hierbei liegt darin, dass diese Partnerschaft mittel- bis langfristig an einem Ort konzentriert zum Tragen kommen soll und somit komplexe Forschungsfelder mit einem hohen Forschungsrisiko und/oder besonderen Potenzialen für Sprunginnovationen erschlossen und einer zukünftigen wirtschaftlichen Nutzung in Deutschland zugeführt werden sollen.
Für die erste Förderphase haben sich die Partner der Arena 2036 in vier Verbundprojekten zusammengefunden: Drei technische Forschungsprojekte: „Ganzheitlicher digitaler Prototyp
im Leichtbau für Großserienproduktion“, „Entwicklung, Aufbau und Demonstration einer Wandlungsfähigen (Fahrzeug-) Forschungsproduktion“, „FVK-Leichtbau durch Funktionsintegration“ sowie ein Querschnittsprojekt: „Kreativität- Kooperationsmodell-Kompetenztransfer: Khoch3“.
Der Stuttgarter Forschungscampus ARENA2036 ¿Active Research Environment for the Next Generation of Automobiles¿ wurde als einer von zehn Gewinnern des Wettbewerbs im Jahr 2012 ausgewählt. Gegenstand seiner Forschung ist „die wandlungsfähige Produktion der Zukunft für einen funktionsintegrierten Leichtbau“.
Der Forschungsschwerpunkt dieser auf bis zu 15 Jahre angelegten Partnerschaft liegt dabei insbesondere bei den Faserverbundwerkstoffen (FVK) – von der Herstellung und Weiterverarbeitung bis hin zum Recycling – und das in großen Stückzahlen und in der konkreten Umsetzung in der Automobilproduktion. Bislang wird dieser Werkstoff überwiegend in spezialisierten Betrieben mit manueller Fertigung wie dem Flugzeugbau, eingesetzt. FVK-Strukturen sollen im Automobilbau künftig nicht nur Blechteile ersetzen, sondern für die Konstruktion multifunktionaler Bauteile genutzt werden. So werden insgesamt weniger Module benötigt, was Gewicht und zugleich Kosten einspart. In der Produktion müssen die Grundlagen für den Umgang mit dieser für die Branche neuen Werkstoffklasse geschaffen werden. Zugleich wird die weitgehend starre Linienproduktion durch eine wandlungsfähige und innovationsoffene Produktion ersetzt, welche die Fortschritte in den Leichtbautechnologien zeitnah übernehmen kann.
Mit der ARENA2036 soll die führende Rolle der Region Stuttgart im Fahrzeugbau auch über den 150-jährigen Geburtstag des Automobils im Jahr 2036 hinaus gesichert werden. Die Vision ist eine Revolution des Automobilbaus – vergleichbar mit der Einführung des Fließbandes beim Ford Modell T oder dem „Toyota Produktionssystem“. Die ARENA verknüpft die Neukonzeption des Produkts mit der grundlegenden Erneuerung der Produktionstechnik unter ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeitsaspekten zu einem Innovationssprung für den Produktionsstandort Deutschland.

Startprojekt der ersten Hauptphase:
DigitPro: Ganzheitlicher digitaler Prototyp für industriellen FVK-Leichtbau
Zur großtechnischen Einführung von FVK im Automobilbau muss ein durchgängiger Datenaustausch gewährleistet sein. Dieser muss von der Bauteil- und Modulentwicklung über virtuelle Tests, z.B. des Crash-Verhaltens, die Prozessentwicklung und Fertigungsplanung bis hin zum Computer Aided Manufacturing (CAM) reichen. Vorhandene digitale Prototypen für metallische Werkstoffe können hier nicht eingesetzt werden, da die Eigenschaften in FVK stark von der Richtung und Verarbeitung der Fasern abhängen. Ziel des Verbundprojekts ist deshalb ein vollständiges digitales Modell eines FVK-Bauteils über alle Design-, Konstruktions- und Produktionsschritte hinweg. Mit diesem Simulationstool lassen sich zukünftig Bauteile anforderungsgerecht auslegen und der Produktionsanlauf vorbereiten, was einen Teil der realen Tests einspart.

• Daimler AG
• Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF)
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
• DYNAmore Gesellschaft für FEM Ingenieurdienstleistungen mbH
• Universität Stuttgart