43. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2025
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Aluminium LPBF- gedruckte und Schaumsandwich-Komponenten für ein Notlaufradsystem - Entwicklung und Test
CB

Christina Beltner

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung

Beltner, C. (V)¹; Aumund-Kopp, C.²; Berg, A.³; Gerdes, M.⁴; Livbjerg, M.⁵; Seeliger, H.-W.⁶
¹Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Bremen; ²Fraunhofer-Institut für angewandte Materialforschung IFAM Bremen; ³Fraunhofer-Institut für Angewandte Materialforschung IFAM Bremen; ⁴Wehrtechnische Dienststelle 91, Meppen; ⁵Danish Technological Institute, Aarhus (Denmark); ⁶Gränges Powder Metallurgy GmbH, Velbert

Militärlastwagen sind mit Notlaufrädern ausgestattet, um in Notsituationen zumindest eine Restmobilität des Fahrzeugs zu gewährleisten. In solchen Situationen sind die Notlaufräder mit einem komplexen Belastungsfall konfrontiert: mögliche Beschädigung durch Geschosseinschlag, hohe statische und dynamische Lasten, unwegsames Gelände, welches zu hohen Verschleißraten führt, und hohe thermische Belastungen aufgrund der Reibung mit dem platten Reifen. Derzeitige Notlaufräder bestehen in der Regel aus Polymer (Polyamid) oder Gummi, und insbesondere die thermischen Belastungen führen zu einem vorzeitigen Ausfall des Systems, wodurch die Sicherheit von Ladung und Besatzung gefährdet wird. Im Rahmen des vom EDF geförderten Projekts „Robuste und leichte AM-Komponenten für militärische Systeme (ROLIAC)“ wird eine alternative Notlaufrad-Lösung komplett aus Aluminium entwickelt. Das Rad besteht aus 3 identischen geschweißten Segmenten. Um die Gewichtsbeschränkungen einzuhalten und die höhere Dichte von Aluminium im Vergleich zu Polymeren zu berücksichtigen, mussten spezielle Konstruktionslösungen angewandt werden. So wurden Hauptteile der Segmente aus Aluminiumschaum-Sandwichen AFS (Schaumkern: AlMg3Si6, Deckschicht: EN-AW-6082) und topologieoptimierten LBPF AlSi10Mg-Teilen gefertigt. AFS wird für den tragenden Hauptkörper verwendet, die AM-Teile für die Verschluss- bzw. Verbindungsbereiche. Da ein Versagen durch Geschosseinschlag und daraus resultierende Rissbildung ausgeschlossen werden muss, wurden AFS- und AM-Prüfplatten Einschlagversuchen mit 7,62 x 51 mm Munition und anschließender metallographischer Analyse unterzogen. Dabei wurden auch Einschläge in der Nähe von WIG-Schweißnähten und wärmebeeinflussten Zonen getestet. Alle Materialien zeigten ein gutartiges Einschlagverhalten ohne Rissbildung.

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