• Das Projekt ULWAK – Wie viel wiegt die Bahn von morgen?

    Entweder ganz oder gar nicht: Schienenfahrzeuge müssen als System verstanden werden, will man ihr Gewicht verringern. Die Komponenten eines Schienenfahrzeugs stehen in einer komplexen Wechselbeziehung zueinander, auf die Leichtbaustrategien für Rad-Schiene-Systeme eingehen müssen. Ein konkretes Beispiel: Soll das Gewicht des Fahrgestells verringert werden? Dann muss auch das Gewicht des Wagenkastens sinken, damit das Gesamtsystem fahrstabil bleibt.

    Im Projekt „ULWAK – ultraleichter Wagenkasten“ haben führende Technologieunternehmen und Forschungsinstitute nach Leichtbaulösungen für den Wagenkasten gesucht. Besonders berücksichtigt wurden dabei die strengen Zulassungsvorschriften und Normen, die für Schienenfahrzeuge gelten. 3M war als Technologiepartner für Fügetechnik an dem Projekt beteiligt.

     
    • Kleben im Schienenfahrzeugleichtbau: 3M liefert die Lösungen

      Multimaterialbauweise spart bis zu 30 % Gewicht

      Waggons für Hochgeschwindigkeitszüge, die bis zu drei Tonnen leichter sind als heutige ICE-Waggons. Geht das überhaupt? Das ULWAK-Projektziel ist ambitioniert, aber erreichbar: mit modernen Leichtbaumaterialien für Schienenfahrzeuge und einer neuen Wagenkastenarchitektur, so ein Projektergebnis. Der ULWAK-Wagenkasten ist ein „smarter“ Aluminiumrahmen in Integralbauweise, bei dem neue Multimaterialhybride herkömmliche Werkstoffe für einzelne Komponenten ablösen:

       
      • Sandwichmaterialien
      • Thermoplaste
      • Faserverstärkte Duroplaste

      Mit dieser Bauweise lassen sich potenziell signifikante Gewichtseinsparungen erzielen:

       
      • Dachkonstruktion: bis zu 40 % geringeres Gewicht
      • Verstärkungen Fahrzeugkabine: bis zu 25 % geringeres Gewicht
      • Fußbodenbereich: bis zu 55 % geringeres Gewicht
      • gesamter Wagenkasten: bis zu 30 % geringeres Gewicht

    Kleben im Schienenfahrzeugleichtbau: 3M liefert die Lösungen

    Um Schienenfahrzeuge mit geringem Gewicht zu fertigen, müssen Hybridmaterialien belastungsgerecht gefügt werden. Als Kompetenzpartner Fügetechnik hat 3M für das ULWAK Projekt getestet Klebelösungen getestet und bereitgestellt.

    Die Herausforderungen dabei waren gewaltig: Schienenfahrzeuge haben eine durchschnittliche Lebensdauer von rund 30 Jahren, was besondere Anforderungen an die Langzeitbeständigkeit der Klebstoffe stellt. Aus fertigungstechnischen Gründen müssen zudem „kalthärtende“ Klebstoffe eingesetzt werden, deren Eignung für hohe Scher-, Schäl- oder Dauerschwingbeanspruchungen in der Struktur zu klären war.

    Nach zahlreichen Belastungs- und Alterungstests wurde ein 2-Komponenten-Epoxidharz von 3M als besonders geeignet für Strukturverklebungen am ULWAK Wagenkasten identifiziert. Der „kalt“ zu verarbeitende, hochfeste Klebstoff zeigte überragende Festigkeiten auf den eingesetzten Hybridmaterialien, speziell auf sogenannten Organoblechen. Gleichzeitig erwies er sich hinsichtlich seiner thermischen Alterungsbeständigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen den hohen Anforderungen im Schienenfahrzeugbau gewachsen.

    Bringen Sie Leichtbau auf die Schiene

    Das Projekt ULWAK hat von der einzigartigen Kompetenz profitiert, die 3M auf dem Gebiet des strukturellen Klebens von Leichtbaumaterialien hat. Diese Kompetenz steht auch Ihnen zur Verfügung: Sprechen Sie unsere Klebstoffexperten auf Ihr Leichtbauprojekt an, gemeinsam entwickeln wir eine maßgeschneiderte Lösung. Gerne zeigen wir auch weitere Erfolgsbeispiele aus Industrien wie Automotive und Aerospace. Wir beraten Sie gerne!

     

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