Новый материал CMF повышает безопасность авто при столкновениях на 40% без увеличения веса

Nach dem Modell verändert der CMF-Kern das Verformungsverhalten deutlich. Während reine Rohrstrukturen beim Falten zu pulsierenden Verzögerungsspitzen neigen, entsteht beim CMF-Träger ein gleichmäßigeres Verzögerungsplateau. Die eingeschlossene Luft und die Wechselwirkung zwischen Schaumkern und Aluminiumrohr erhöhen den Widerstand gegen lokales Einknicken und verteilen die Energieaufnahme über den Träger. „CMF ist leichter als herkömmliche Metalle, ohne an Festigkeit einzubüßen, und unsere Arbeit zeigt uns, dass seine einzigartige Struktur bei Hochgeschwindigkeitsaufprallen Energie besser aufnehmen kann. Das ist wichtig, weil dadurch die Geschwindigkeit verringert wird, mit der ein Fahrzeug bei einem Unfall abbremst, und eine langsamere Verzögerung verbessert die Sicherheit von Fahrer und Passagieren“, erklärt Afsaneh Rabiei. Höhere Sicherheitsgrenzen in der Simulation Die größten Unterschiede zeigten sich bei den Geschwindigkeiten, bei denen kritische Sicherheitskennwerte überschritten wurden. Gegenüber dem doppeloktagonalen Aluminiumträger lag die berechnete Schwelle für den kritischen Unfallschwere-Kennwert um 33,73 Prozent höher. Die Schwelle für das Head Injury Criterion (HIC), einen Kennwert für das Risiko schwerer Kopfverletzungen, stieg um 39,50 Prozent. Gegenüber dem rechteckigen Stahlträger betrugen die Zuwächse 31,93 beziehungsweise 48,24 Prozent. Bei einem simulierten Frontalaufprall mit 55 mph, rund 89 km/h, wurden die Unterschiede noch anschaulicher. Im Vergleich zum doppeloktagonalen Träger sank die maximale Verzögerung mit CMF um etwa 38 Prozent, der Unfallschwere-Kennwert um rund 45 Prozent und der HIC ebenfalls um rund 45 Prozent. Gegenüber dem rechteckigen Träger lagen die entsprechenden Minderungen bei etwa 84, 94 und 83 Prozent. Alle verglichenen Frontträger hatten dabei dieselbe Länge und Masse. „CMF schnitt im Vergleich zu den konventionellen Trägern auf ganzer Linie besser ab. Und je höher die Geschwindigkeit war, desto besser schnitt CMF im Vergleich zu den konventionellen Frontträgern ab. Ein Vergleich der Frontträger bei einem Unfall mit 55 mph gibt einen guten Überblick über die Unterschiede zwischen den Konstruktionen“, erklärt Afsaneh Rabiei. Noch kein realer Fahrzeugcrash Die hohen Unterschiede sind bislang ein Ergebnis der Computersimulation. Die Forscher stützten ihr Modell zwar auf umfangreiche experimentelle Daten zum Verbundmetallschaum, getestet wurden in dieser Arbeit aber keine vollständigen Fahrzeuge in realen Crashversuchen. Damit ist noch offen, wie stark sich die berechneten Vorteile unter realen Randbedingungen, mit komplexen Karosseriestrukturen und unterschiedlichen Unfallabläufen bestätigen lassen. Die gleiche Masse der verglichenen Träger ist für mögliche Anwendungen wichtig, weil ein Sicherheitsgewinn nicht zwangsläufig zusätzliches Gewicht erfordern würde. Nach Ansicht der Forscher könnte der höhere Energieabbau sogar erlauben, Frontträger kürzer auszulegen. Das wäre zunächst eine mögliche Konstruktionsfolge aus dem Modell und kein bereits nachgewiesener Serienvorteil. „Das bedeutet auch, dass man die Frontträger verkürzen, die Sicherheit dennoch verbessern und die Fahrzeuge zugleich kraftstoffeffizienter machen könnte“, erklärt Afsaneh Rabiei. Die Arbeitsgruppe sieht außerdem Potenzial für Elektrofahrzeuge. Frühere Untersuchungen des Materials haben eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und Feuer gezeigt, weshalb CMF-Strukturen auch zum Schutz von Hochvoltbatterien geprüft werden könnten. Als nächster Schritt wären Versuche mit realen Frontträgern und Fahrzeugstrukturen nötig. Rabiei ist Erfinderin der CMF-Technologie und hat einschlägige Schutzrechte an ein Unternehmen übertragen, an dem sie als Anteilseignerin beteiligt ist. Quellen: 4. September 2026 - Robert Klatt