Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden führt umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet beanspruchungsgerechter Leichtbaustrukturen  und -systeme durch. Dabei wird ein werkstoff- und produktübergreifender Ansatz zu Grunde gelegt. Dieser umfasst durchgängig die gesamte Entwicklungskette: Werkstoff, Konstruktion, Simulation, Fertigung, Prototyp, Test, Qualitätssicherung und Kosten.

Die Kernkompetenz des ILK liegt im Entwickeln, Auslegen und Optimieren von Komponenten und Systemen des Hochleistungsleichtbaus sowie der prototypischen Fertigung. Hierbei nimmt die Mischbauweise gemäß dem Dresdner Modell „Funktionsintegrativer Systemleichtbau im Multi-Material-Design“ eine zentrale Stellung ein. Je nach Anforderung werden alle Werkstoffklassen vom Stahl über Aluminium, Magnesium und Titan sowie Kunststoff bis hin zur Keramik entsprechend ihrem konstruktiv-technologischen Eigenschaftsprofil ebenso einbezogen wie Composites mit Kurzfaser-, Endlosfaser- oder Textilverstärkung.

Die Berechnung und Auslegung von Leichtbaustrukturen am ILK berücksichtigt neben statistischen, zyklischen und akustischen insbesondere Crash- und Impact-Belastungen. Dem entsprechend kommen hier implizite und explizite FEM- sowie gekoppelte FEM/ BEM-Programmpakete zum Einsatz wie auch eigens entwickelte Software auf analytischer Basis. Für Werkstoff- und Bauteilprüfungen steht eine umfassende experimentelle Ausstattung zur Verfügung.

Umfangreiche Erfahrungen besitzt das Institut auf dem Gebiet funktionsintegrativer Leichtbau-Systemlösungen, bei denen neben angepassten Fügetechniken auch Smart Materials und adaptronische Strukturen als Sensoren bzw. Aktuatoren eingesetzt werden.

Unser Forschungsspektrum reicht von der Grundlagenforschung über die anwendungsorientierte Forschung bis hin zur konkreten Innovationsentwicklung für unsere Industriepartner. Die Arbeit am ILK ist geprägt vom Dresdner Modell eines "Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design" und basiert auf einem werkstoff- und produktübergreifenden Ansatz. Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betrachten bei der Entwicklung neuer Konzepte, Prozesse und Produkte die gesamte Entwicklungskette: Werkstoff – Konstruktion – Simulation – Fertigung – Prototypentests – Qualitätssicherung – Kosten. Je nach Anforderung beziehen sie alle Werkstoffklassen vom Stahl über Aluminium, Magnesium und Titan sowie Kunststoff bis hin zur Keramik entsprechend ihrem konstruktiv-technologischen Eigenschaftsprofil ebenso ein wie Composites mit Kurzfaser-, Endlosfaser- oder Textilverstärkung.

Forschungsschwer­punkte:

Konstruktiver Leichtbau, Ultraleichtbau und Adaptiver Leichtbau

• Werkstoffcharakterisierung
• Strukturberechnung, Festigkeitsnachweis
• Dimensionierungskonzepte
• Tragwerksplanung, Space-Frame-Strukturen
• Bauweisenentwicklung
• Finite-Elemente-Simulation
• Versagens- und Schadensanalyse
• Prototypenentwicklung und -fertigung, Pilotversuche
• Adaptive Leichtbaustrukturen
• Tribologische Systeme
• Umform-, Trenn- und Fügetechniken
• Bauteilprüfung und -überwachung, Qualitätssicherung
• Ökonomische und ökologische Produktgestaltung
• Recyclinggerechte Leichtbaustrukturen in Mischbauweise (Strategien - Konzepte - experimentelle Verifizierung)

Einsatz von Leichtbauwerkstoffen:

• Hochleistungskunststoffe
• Elastomere
• Faserverbundwerkstoffe
• Textilverstärkte Verbundwerkstoffe
• NE-Metalle
• Metallmatrix-Composites
• "Smart Materials"
• Stahl-Hybridverbunde
• Ingenieurkeramiken
• Biomaterialien
• Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
• Recyclate
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The Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology (ILK) carries out extensive research and development projects in the field of load-conform lightweight structures and systems. Such projects are based on a cross-material, cross-product approach which deals with the entire “material, design, simulation, assembly, prototype testing, cost” value chain. In keeping with the Institute’s philosophy of “one-stop lightweight engineering solutions”, the team at ILK covers a diverse range of specializations and skills.

In accordance with the both nationally and internationally established Dresden Model of “Function-Integrating Lightweight Engineering in Multi-Material Design”, the ILK demonstrates its expertise in the constant development of lightweight products made of modern fibre-reinforced composite materials with a high degree of function integration.

Beyond this, the ILK aims at developing design rules and optimization criteria for lightweight components, especially for high-performance purposes. Here, a special focus is set on multi-material design. For the calculation and simulation of lightweight structures under static and dynamic (crash) loads, specially developed software tools based on analytical methods are applied as well as commercially available FEA software systems.

Another major research area of the ILK is the development of innovative material concepts with high lightweight potential (e. g. textile-reinforced composites, hybrid composites, metal matrix composites) substantiated with appropriate strategies for design and engineering.

The ILK supports industrial partners in solving problems on the field of modern lightweight structures using high-performance materials.

Scientific consultancy comprises expert's certificates, feasibilty studies, calculations and prototype development. Here, the ILK offers extensive testing of materials and components - also at short notice if necessary.
 

Material charaterization/component testing

•      Short term and long term tests
•      Dynamical testing
•      High-speed dynamical testing (crash/impact)
•      Tribological analysis
•      optical 3D coordinate measurement and deformation analysis
•      Strain gauge technique
•      Acoustic emission analysis
•      Biaxial extensometer measurements
•      Telemetric methods
•      Ultrasonic testing with water or air coupling
•      Lock-in thermal imaging