11. Mai 2021

Leichtbau-Multimaterial- Ausleger zur Leistungsstei­gerung von Großflächen-Düngemittel­streuern

Die stetig steigende globale Nachfrage nach Lebensmitteln und nachwachsenden Rohstoffen erfordert eine weitere Intensivierung der Landwirtschaft. Begleiterscheinungen wie etwa ertragsmindernde Bodenverdichtung, Erosionsschäden in Hanglagen und Nitratbelastung des Grundwassers stellen Mensch und Natur vor besondere Herausforderungen. Die Anwendung von hybriden Leichtbautechnologien bietet hier einen vielversprechenden Ansatz, um die immer schwerer werdenden Maschinen in Ihrer Masse zu reduzieren und einen Beitrag zu einer ökologisch verträglichen Landwirtschaft zu leisten.

Im Rahmen des Vorhabens Le²Gro soll eine modular aufgebaute Leichtbau-Tragstruktur für die Ausleger eines Düngemittelstreuers konzipiert, bewertet und letztlich auch prototypisch umgesetzt werden. Der Entwicklungsprozess wird hierbei durch ein speziell adaptiertes Berechnungswerkzeug verkürzt und erleichtert. Dies ist Voraussetzung um erstmals geflochtene Leichtbau-Faserverbund-Profile als Ersatz für kosten- und masseintensive Edelstahlrohre einzusetzen. Hierdurch wird ein weit über klassische Bauweisen hinausgehendes Maß an Fertigungs-, Struktur- und Funktionsintegration ermöglicht. Die kostenintensiven Nachbearbeitungsschritte wie passgenaue Dreh- oder Fräsarbeiten sowie komplizierte Schweißverbindungen können durch einfache Umformschritte sowie integrale Verbindungstechnik ersetzt werden. Darüber hinaus ist eine Verbesserung der Verfahrensökonomie und des Schwingverhaltens der Ausleger bei Feldarbeiten möglich, wodurch die Zuladekapazität, die Arbeitsbreite und die Arbeitsgeschwindigkeit signifikant erhöht werden können.

Basierend auf den Anforderungen an ein Gesamtsystem (Rauch Landmaschinenfabrik GmbH), sowie der Nutzung und Weiterentwicklung des neuartigen Continuous Blow Moulding (CBM)-Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung der faserverstärkten Thermoplast-Hohlprofilen (thoenes Dichtungstechnik GmbH) soll ein digitales Tool zur Gestaltung und Dimensionierung eines Tragwerk-Baukastens entwickelt werden (TU Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK)). Daneben sind notwendige Funktions- und Lasteinleitungselemente sowie Knotenstrukturen zu erproben, die neben der mechanischen Verbindung erstmals auch eine Funktionsintegration zur Medienführung in die Tragwerke ermöglichen. Die in die Struktur integrierte Sensorik erlaubt ferner die Onlineüberwachung und die Einbindung in die Regeltechnik der Landmaschine, wodurch die Düngerausbringung optimiert wird.

Das Vorhaben Le²Gro wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) – Programmlinie 2: CO2-Einsparung und CO2-Bindung durch den Einsatz neuer Konstruktionstechniken und Materialien – des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) für drei Jahre bis 2023 gefördert und durch den Projektträger Jülich betreut.
-> Zur News des ILK der TU Dresden.


Bild ©TUD/ILK: Prozessroute zum Leichtbau-Multimaterial-Ausleger zur Leistungsstei­gerung von Großflächen-Düngemittel­streuern.

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