Leichtbau-Gipfel 2019

Digitalisierung und Leichtbau: „CAE ist extrem wichtig“

| Autor: Thomas Günnel

Die simulationsgestützte Entwicklung rückte Thomas Behr von Daimler in den Mittelpunkt seines Vortrags auf dem Leichtbau-Gipfel.
Die simulationsgestützte Entwicklung rückte Thomas Behr von Daimler in den Mittelpunkt seines Vortrags auf dem Leichtbau-Gipfel. (Bild: Stefan Bausewein)

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Thomas Behr von Daimler referierte bereits zum dritten Mal beim Leichtbau-Gipfel. Nach additiver Fertigung und strategischem Ansatz beschrieb er in diesem Jahr die Bedeutung der simulationsgestützten Entwicklung – und richtete sich auch mit einem Plädoyer an Fahrzeugentwickler.

„CAE, also Computer Aided Engineering, ist extrem wichtig für uns“, sagte Thomas Behr zu Beginn seines Vortrags auf dem Leichtbau-Gipfel 2019 in Würzburg. Er begründete das mit gegenläufigen Entwicklungen bei Komplexität und Entwicklungszeit: „Die Entwicklungszeit sinkt, die Fahrzeugfunktionen werden immer mehr – das müssen wir in der Simulation zusammenbringen.“ Ein virtueller Prototyp soll dabei möglichst alle Fahrzeugfunktionen abbilden, „und hier sind wir noch lange nicht am Ende“, erklärte Behr.

Ein Beispiel ist die Crash-Simulation: „Wir rechnen mit etwa zehn Millionen Elementen mit einer Elementlänge von drei bis fünf Millimetern“, beschrieb Behr die Komplexität der Aufgabe. So ließen sich physische Strukturen bereits sehr gut abbilden. Aber: Eine Grenze des Modells sind Risse in der Materialstruktur. Hochfeste und komplexe Materialien seien entsprechend schwerer zu simulieren – „diese Werkstoffe sind jedoch unabdingbar für den Leichtbau“, sagte Behr.

Materialmodelle erweitern

Die vorhandenen Materialmodelle gingen davon aus, dass jedes Material gleich ist. „Das ist es aber nicht“, sagte Behr, „das Material hat eine Fertigungshistorie. Die beginnt beim Gießen und Umformen, geht weiter beim Fügen und dem KTL-Bad (Kathodische Tauchlackierung) – und anschließend folgt eine Crashsimulation. „Das alles muss verknüpft werden, um zu erkennen, was im Bauteil im Crash-Fall passiert“, beschrieb Behr. „Wenn ich diese Historie nicht berücksichtige, werde ich vielleicht falsche Ergebnisse erhalten und im ungünstigsten Fall in die falschen Entwicklungen investieren.“

Eine mögliche Lösung ist demnach ein Mapping der plastischen Dehnungen, Dicken und Schäden zu erstellen und so die Prognosefähigkeit zu erhöhen. „Im simulierten Crashfall sehen Sie dann zum Beispiel auch Risse, die sonst nur bei einem physischen Crashversuch sichtbar wären“, beschrieb Behr den Vorteil und verdeutlichte ihn mit Bildern von Crash-Simulationen, je einmal ohne und mit einbezogenen Materialmodellen.

Eine Empfehlung gab Behr den Fahrzeugentwicklern: „Sie müssen weiterhin die Tools schärfen, die müssen besser werden. Außerdem müssen wir neue Methoden und neue Fahrzeugkonzepte simulieren können und wir müssen diese Tools teilweise miteinander verknüpfen können – und das muss relativ leicht gehen.“

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