Leichtbauweise
Leichtbauweise ist eine Konstruktionsphilosphie, die maximale Gewichtseinsparung zum Ziel hat. Die Gründe für Leichtbau können verschiedener Natur sein.
Grundsätzlich existieren drei verschiedene Prinzipien des Leichtbaus. Beim Materialleichtbau werden Werkstoffe verwendet, die in Relation zum Eigengewicht eine hohe Festigkeit und Steifigkeit haben. Unter Strukturleichtbau versteht man die Vorgehensweise, bei der optimale Lastabtragungsmechanismen für eine Struktur entwickelt werden, z. B. die Vermeidung von Biegebeanspruchungen. Bei der Anwendung des Systemleichtbaus werden verschiedene Funktionen in einem einzelnen Bauteil vereint. Bei adaptiven Tragwerken werden die Prinzipien des Struktur- und des Systemleichtbaus verwendet.
Ein Hauptargument für Leichtbau ist die Einsparung von Rohstoffen.
Bei Fahr- und Flugzeugen ist bei konsequentem Leichtbau eine geringere Antriebsleistung für die gleichen Fahr, bzw. Flugeigenschaften notwendig. Des Weiteren sinkt der Kraftstoffverbrauch. So kann das Gesamtgerät, Antriebsquelle und Kraftstoffvorrat kleiner dimensioniert werden.
Leichtbau ist sehr wichtig im Fahrzeugbau, Flugzeugbau und am wichtigsten in der Raumfahrt. Besonders in der Raumfahrt kostet jedes beförderte Kilogramm mehrere tausend Euro, die durch Leichtbauweise gespart werden können. Bekannte Leichtbaumaterialien sind Aluminium, Magnesium, jedoch auch hochfeste Stähle und Titan.
In den letzten Jahren gewinnen auch mehr und mehr Kunststoffe und speziell Faserverbundwerkstoffe an Bedeutung. Durch die Massenproduktion sinken ihre Preise in Größenordnungen, die mit Metallen vergleichbar sind. Sie bieten auch eine Fülle neuer Verarbeitungs- und Gestaltungsmöglichkeiten.
Im Fahrzeugbau verwenden viele Hersteller Motorblöcke aus Aluminium. Diese sind zwar leichter als übliche Stahlmotorblöcke, doch sind sie auch weniger verwindungssteif und teurer. Die Gewichtsreduktion steigert bei gleicher Leistung auch die Fahrleistungen (Motorsport).
Im Flugzeubau hat man noch vor dem Fahrzeugbau Aluminiumteile verwendet. Diese Teile werden nicht wie Stahlteile geschweißt, sondern genietet. Im Fahrzeugbau war 1948 der Land Rover das erste Serienfahrzeug mit großen Karosserieteilen an Aluminium (wenn auch nicht aus Leichtbau-Gründen), der Audi A8 besaß erstmals eine selbsttragende Karosserie aus diesem Leichtmetall.
Anwendungsbeispiel: BMW M3 CSL (Coupe Sport Leichtbau)
siehe auch: Leichtelektromobil, Adaptive Tragwerke
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