Mit Akustiksimulationen lassen sich sogar die Materialien bereits am Rechner optimieren. Am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) in Kaiserslautern wurde auf diese Weise ein Dachhimmel entwickelt. „Neu an unserem Ansatz ist, dass wir nicht etliche Materialvarianten herstellen und testen, sondern uns am Rechner die Struktur anschauen und ausrechnen, wie gut die akustische Absorption ist“, erklärt Projektleiter Volker Schulz. Die virtuell erzeugten Fasern lassen sich in ihrer Dicke und Struktur auf ihre Schallschluckfähigkeit trimmen, ohne auch nur eine einzige herstellen zu müssen. Auf diese Weise haben die Forscher entdeckt, dass sich statt der üblichen aufwändigen Sandwich-Materialien, die nicht wiederverwertbar sind, auch reines Polyester als Schallabsorber eignet. „Wir konnten das nachweisen, ohne eine Reihe von Prototypen herstellen zu müssen, was zeit- und kostenintensiv gewesen wäre“, sagt Schulz. Lediglich drei Varianten wurden tatsächlich im Auto getestet.
Gleiches lässt sich natürlich mit Sitzbezügen oder Türverkleidungen durchspielen. Der Dachhimmel wird inzwischen bei einem Wohnmobil von VW und das Simulations- und Optimierungswerkzeug namens „AdOpt“ von dem Zulieferer Sander sowie von Audi eingesetzt.
Der Ingolstädter Autobauer setzt seit Jahren diverse Verfahren ein, um Karosserie, Anbauteile und Innenraumakustik computergestützt zu verbessern, bevor Prototypen gebaut werden. „Am digitalen Modell wird in der Konzeptphase festgelegt, welcher Raum und welche Bauhöhen etwa für den Dachhimmel, Teppich und Schallschluckmatten vorhanden ist, woraus sich erste Parameter für die Simulation ergeben“, sagt Ralf Kunkel, Chef-Akustiker bei Audi.
In dieser frühen Phase zeigt sich bereits, wie Dämmmaterialien beschaffen und welche Produktionswerkzeuge erforderlich sein müssen. Kunkel ist überzeugt, dass Akustiksimulationen künftig eine noch größere Rolle spielen werden: „Ihre Bedeutung wird drastisch zunehmen, weil sich so früh in das Produkt eingreifen lässt, Probleme schnell erfassen und beseitigen lassen.“
Selbst das Sounddesign spielt in der Simulation schon eine Rolle. Für den Audi A6 3.2 FSI wurde die Abgasanlage fast vollständig virtuell entwickelt. Insgesamt 32 Varianten wurden am Rechner entwickelt und nur die drei besten gebaut und erprobt. Dennoch will Kunkel sein Handwerk nicht völlig der Software überlassen: „Der letzte Feinschliff muss am Fahrzeug geschehen, da Akustik und Sound auch ein emotionales Erlebnis sind, das man authentisch beurteilen muss.“
