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Karosseriebau

Entwicklungen beim Presshärten – Konzepte und Lösungen

| Autor/ Redakteur: Reimund Neugebauer und Andere / Dietmar Kuhn

Hoch- und höchstfeste Stahlwerkstoffe bestimmen zunehmend moderne Automobilkonzepte. Mittlerweile hat sich der Anteil der Bauteile aus diesen Stählen bei etwa 50 % etabliert – Tendenz steigend.

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Bild 1: Mit dem temperierten Streifenziehversuch mit 90°-Umlenkung und Plastifizierung des Blechwerkstoffes wurden verschiedene Werkzeugbeschichtungen analysiert.
Bild 1: Mit dem temperierten Streifenziehversuch mit 90°-Umlenkung und Plastifizierung des Blechwerkstoffes wurden verschiedene Werkzeugbeschichtungen analysiert.
( Bild: IWU )

Einhergehend damit ist die Entwicklung von pressgehärteten Karosseriebauteilen. In modernen Karosseriekonzepten werden zunehmend hoch- und höchstfeste Werkstoffe eingesetzt. Dass sich dieser Trend in der industriellen Praxis durchgesetzt hat, verdeutlicht auch deren Anteil von circa 45 % in aktuellen Fahrzeugmodellen. Einen besonderen Stellenwert nehmen dabei pressgehärtete Bauteile ein, die aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit bis 1800 MPa als crashrelevante Strukturbauteile in Karosseriekonzepten verbaut werden.

Produktion von pressgehärteten Karosseriebauteile wird kräftig steigen

Prognosen gehen zudem davon aus, dass die Produktion von pressgehärteten Karosseriebauteilen bis 2015 auf circa 350 Mio. Bauteile pro Jahr ansteigt. Aufgrund des großen Forschungs- und Entwicklungspotenzials des Presshärtens sowie aktueller Herausforderungen veranstaltete das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz einen Workshop zum Thema „Entwicklungstrends beim Presshärten“. In Erfahrungsberichten aus Industrie und Wissenschaft wurden neue Erkenntnisse zum Presshärten von Blechen und Profilen vorgestellt und diskutiert. Der nachfolgende Beitrag stellt verschiedene Kernthemen vor und zeigt vielversprechende Lösungen auf.

Spezielle Werkstoffe erfüllen Anforderungen an Strukturbauteile beim Presshärten

Um die vielschichtigen Anforderungen an die Strukturbauteile einer Automobilkarosserie hinsichtlich Gewicht (Leichtbau), Festigkeit, Crashverhalten und Kosten zu erfüllen, sind spezielle Werkstoffe nötig, wie zum Beispiel Mangan-Bor-legierte Vergütungsstähle. Diese erfordern jedoch einen eigens darauf abgestimmten Fertigungsprozess, das sogenannte Press- beziehungsweise Formhärten (Bild 2). Er hebt sich von einer konventionellen Fertigung von Strukturbauteilen dadurch ab, dass vor der eigentlichen Formgebung eine Erwärmung der Platine erfolgt und eine Kombination von Formgebung und Wärmebehandlung (Abschreckhärtung) im gekühlten Umformwerkzeug stattfindet. Im Anschluss daran wird die finale Geometrie des Presshärtebauteiles durch Laserstrahlschneiden oder mechanisches Schneiden (Hartbeschnitt) hergestellt.

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