Leichtbau

Versagensgerechte Bestimmung von Werkstoffen für die Umformung

 

06.09.2010 | Autor: Mathias Liewald, Christian Held und Ralf Denninger

 

Zur optimierten Auslegung von Umformprozessen ist die Kenntnis der Umformbarkeit des umzuformenden Blechwerkstoffes unabdingbar. Aus diesem Grund werden Methoden aufgezeigt, wie die Umformbarkeit versagensgerecht im Hinblick auf die unterschiedlichen Umformprozesse charakterisiert werden kann.

Um die heutigen Anforderungen an den modernen Karosseriebau zu erfüllen, ist es unumgänglich, moderne Leichtbaustrategien wie methodischen und werkstofflichen Leichtbau zu kombinieren. Beim Einsatz moderner Leichtbauwerkstoffe gilt es, trotz der teilweise eingeschränkten Verarbeitbarkeit im Vergleich zu konventionellen Karosseriewerkstoffen gleichermaßen eine herausragende Qualität zu liefern und die Herstellkosten des Bauteils in Grenzen zu halten.

Leichtbauwerkstoffe erfüllen heutige Anforderungen

Diese gegensätzlichen Anforderungen an die Prozessproduktivität bei gleichbleibender oder verbesserter Produktqualität können einerseits mit neuartigen Baukonzepten von Karosserien sowie dem Einsatz verschiedenster Leichtbauwerkstoffe erreicht werden [1]. Ein Beispiel für die Verwendung eines Werkstoffmix aus Stählen unterschiedlicher Güte und Festigkeit sowie von Aluminiumlegierungen stellt der Audi Q7 dar. Bild 1 (siehe Bildergalerie) zeigt die Karosserie des Audi Q7.

Es wird ersichtlich, dass als Karosseriewerkstoffe circa 60% hoch-, höher- und höchstfeste Stahlwerkstoffe zum Einsatz kommen. Für Anbauteile werden zum einen konventionelle Stahlgüten und zum anderen verschiedene Aluminiumlegierungen eingesetzt.

Des Weiteren zeigt Bild 2 die Karosseriestruktur des Sportwagens Audi R8. In dieser Vollaluminium-Space-Frame-Karosserie werden neben Blechwerkstoffen ebenso Aluminium-Strangpressprofile sowie Aluminium-Gusswerkstoffe für die Strukturknoten eingesetzt.

Die virtuelle Auslegung von Prozessen steht besonders im Fokus

Um den Umformprozess nachhaltig optimieren zu können, ist es deshalb notwendig, die Prozesskette der Karosseriebauteile gesamtheitlich zu betrachten. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig, das Prozessverständnis der einzelnen Fertigungsschritte wie Umform-, Füge- und Montageprozesse stetig auszuweiten und sich dadurch erschließende Kosten- und Qualitätspotenziale nutzbar zu machen. Neben der Optimierung laufender Prozesse liegt ein besonderer Beweggrund für den Ausbau des Prozessverständnisses vor allem in der virtuellen Auslegung von Produktionsprozessen.