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Warum Leichtbau immer wichtiger wird

Die Mobilität der Zukunft braucht den Leichtbau, um emissionsarmes und ressourcenschonenderes Fahren zu ermöglichen. Volkswagen hat daher schon 2012 zusammen mit namhaften Partnern aus Industrie und Wissenschaft die Open Hybrid LabFactory (OHLF) ins Leben gerufen mit dem Ziel, innovative Produktionsverfahren und Werkstoffe zu entwickeln. Während es anfangs darum ging, die Strukturen für die Zusammenarbeit zu schaffen und Forschungsschwerpunkte zu definieren, treiben die Verantwortlichen jetzt die Vernetzung der Forschungsprojekte untereinander sowie die Optimierung der Prozesse voran. Ein Fabrikbesuch.

Geschäftsführer Martin Zubeil sieht in dem Forschungscampus einen wichtigen Kreativraum für die Partnerunternehmen.

Eigentlich ist dies eine Geschichte über einen Rohdiamanten, der geschliffen werden muss. Oder über eine Ideenwiese, auf der kreative Experten bestmögliche Rahmenbedingungen vorfinden, um innovative Lösungen für die automobile Serienfertigung hervorzubringen. Da Ingenieure aber selten eine so blumige Sprache verwenden, wird die Rede schlicht von der OHLF sein, der Open Hybrid LabFactory. „Das Projekt ist eine einmalige Chance“, formuliert es Martin Zubeil. „Jetzt geht es darum, die Potenziale verschiedener Fachkompetenzen zu bündeln, damit alle Beteiligten und selbstredend auch der Volkswagen Konzern den größtmöglichen Nutzen daraus ziehen können.“

Der promovierte Ingenieur sitzt in einem der Besprechungsräume im dritten Stockwerk, aus dem der gesamte Anlagenpark der Forschungsfabrik überblickt werden kann. Seit Anfang dieses Jahres ist er Geschäftsführer der Open Hybrid LabFactory in Wolfsburg. Drei Etagen tiefer stehen in der 2.500 m2 großen Halle, dem Technikum, riesige Pressen, Spritzgießmaschinen, Imprägnieranlagen sowie Textilgelegemaschinen. Zwölf Labore flankieren das Technikum, in denen Werkstoffeigenschaften analysiert, Prozess- und Qualitätskontrollen durchgeführt sowie Verfahrensparameter für Fertigungsprozesse ermittelt werden. Das Ziel: Hybride Bauteile und ihre Produktionsverfahren zu entwickeln und damit wegweisend zu sein für den automobilen Leichtbau – emissionsarm, sicher und zugleich kostengünstig.  

Denn Leichtbau, betont Zubeil, muss wirtschaftlich sein. Der Einsatz von kostenintensiven Kohlenstofffasern erfolgt sehr zielgerichtet, teilweise in Kombination mit Glasfasern, Kunststoffen oder Metallen. „Wenn in Leichtbauprodukten beispielsweise Produkteigenschaften anderer Bauteile oder zusätzliche Funktionen integriert werden, können die Bauteilkosten gegenüber heutigen Serienlösungen neutral bleiben“, erläutert er. Soll heißen: nicht teurer werden. Um jede Entwicklung von A bis Z durchzuspielen, wird in der Open Hybrid LabFactory die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet -von der Faser über das fertige Bauteil bis hin zum Recycling.

„Bei uns entstehen Ideen, die im Alltagsgeschäft produzierender Unternehmen kaum denkbar wären.“

Martin Zubeil

Entwickler aus der Industrie kommen mit Forschern aus der Wissenschaft zusammen und arbeiten interdisziplinär an Ideen, die im besten Fall zu Innovationen führen. Ein wichtiger Vorteil: In der Open Hybrid LabFactory sind unter Beteiligung mehrerer Partner auch Projekte mit einem sehr hohen Forschungsrisiko möglich. Rund 200 Mitarbeiter der verschiedenen Partner sind aktuell in der OHLF tätig. An diesem Donnerstag diskutieren etliche von ihnen in Besprechungsräumen oder arbeiten in Kleingruppen in Laboren beziehungsweise an Anlagen. Im Technikum stehen zwei Mitarbeiter vor einem System zur optischen Messung von Bauteilverformungen unter Temperatureinfluss. An einem Bildschirm verfolgen sie den analytischen Auswerteprozess. Hybride Bauteile, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, verhalten sich unter Temperatureinfluss komplex. „Aussagen über das Verformungsverhalten sind wichtig für die Bauteilentwicklung und -produktion“, sagt Zubeil.

Im so genannten Life Cycle Design & Engineer Lab herrscht Hochbetrieb. Ein Dutzend Projektingenieure und wissenschaftliche Mitarbeiter sitzen vor Bildschirmen und beratschlagen lebhaft neueste Entwicklungen. Alle paar Minuten kommen Kollegen heraus, um ungestört zu telefonieren.

In den angrenzenden Laboren arbeiten wissenschaftliche Mitarbeiter konzentriert an ihren Versuchen. An einer Stelle werden Untersuchungsmethoden analysiert, um Beschädigungen an Karbonstrukturen auffinden zu können. In einem anderen, garagengroßen Labor können Witterungseinflüsse in Zeitraffer simuliert werden: Salz, Frost, Regen – wie in der Natur. „Für wissenschaftliche Mitarbeiter ist die Arbeit auf dem Campus ein Traum“, sagt Andreas Gross. Der Ingenieur verantwortet als weiterer Geschäftsführer den wissenschaftlichen Part der Open Hybrid LabFactory. „Die Anlagen sind auf dem neuesten Stand, die Wege kurz. Hier haben unsere Entwickler die Möglichkeit, mit kleinen Labor-Anlagen Verfahrensparameter zu ermitteln, um später Produktionsprozesse an den Großanlagen zu optimieren“, betont Gross.

Der gemeinsame Aufbau von Know-How und der Wissenstransfer zwischen den Projektbeteiligten stehen an oberster Stelle der Zusammenarbeit. In fachübergreifenden Teams findet die Kooperation über die Schnittstellen hinaus statt, um das Potenzial verschiedener Kompetenzen zu heben. „Auf Augenhöhe erfolgt hier eine Zusammenarbeit, mit teilweise wechselnden Verantwortlichkeiten für bestimmte Aufgaben innerhalb eines Gesamtprojektes“, sagt Gross. Genau das spiegelt den Geist dieser öffentlich-privaten Partnerschaft wieder.

Oberstes Ziel der OHLF ist es, die Forschungsarbeiten in die Praxis und damit in die Prozesse und Produkte der automobilen Serienfertigung zu transferieren. Doch auch auf dem Weg dahin bringt die Forschungsfabrik fortwährend Ergebnisse hervor, die für alle Beteiligten gewinnbringend sind: Weil neue Formen der Zusammenarbeit entstehen. Weil Mitarbeiter an neue Materialien herangeführt werden und mit ihnen umzugehen lernen. Oder weil die Beteiligten eine neue und offene Unternehmenskultur kennenlernen, die sie in ihre Firmen zurücktragen können.

  • Entstehung und Finanzierung der OHLF

    2012 war die vom Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig und Volkswagen initiierte Open Hybrid LabFactory unter 100 Bewerbern der Förderinitiative „Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) als einer von neun Gewinnern hervorgegangen.

    Das BMBF fördert die OHLF-Projekte seitdem für maximal 15 Jahre. Das Land Niedersachsen und die Stadt Wolfsburg haben weitere Mittel bereitgestellt, zudem sind Beiträge der Vereinsmitglieder in Infrastruktur und Anlagentechnik geflossen. Zu den Vollmitgliedern gehören u.a. die Technische Universität Braunschweig, BASF SE, Fraunhofer-Gesellschaft, ThyssenKrupp Steel Europe AG sowie Volkswagen AG, hinzu kommen zahlreiche Projektpartner.

    Darüber hinaus forschen die Volkswagen Konzernforschung, Komponente, Entwicklung und Produktion auch synergetisch im Rahmen zahlreicher Projekte unter dem gemeinsamen Dach der OHLF und sind damit ein maßgeblicher Treiber der Projektaktivitäten im Forschungscampus.