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Variotempo-Verfahren

Hochfeste Stähle nur schwer umformbar? Jetzt gehts leichter!

| Autor/ Redakteur: Christine Gnädig / Frauke Finus

Autos müssen leichter werden, das weiß mittlerweile jeder. Ein neues Verfahren der Allgaier-Group ermöglicht es jetzt bisher nicht umformbare hochfeste Stähle umzuformen. Dies schafft wichtige Voraussetzungen für die Herstellung von Leichtbau-Strukturteilen im Automobilbau und führt zu einer Gewichtseinsparung bis 60 %.

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Mit dem Variotempo-Verfahren können hoch- und höchstfeste Stahlbleche bis zu einer Festigkeit von 1200 MPa verarbeitet werden.
Mit dem Variotempo-Verfahren können hoch- und höchstfeste Stahlbleche bis zu einer Festigkeit von 1200 MPa verarbeitet werden.
( Bild: Allgaier )

Seit dem Jahr 2010 wurde in zahlreichen Versuchen und Arbeitsschritten das Verfahren namens Variotempo erprobt, das es erlaubt, trotz einer reduzierten Blechstärke die gleiche Stabilität der Karosserie zu erzielen. Hoch- und höchstfeste Stahlbleche bergen durch ihre Festigkeit Potenziale zur Reduktion der Materialstärke und damit zur Gewichtseinsparung bei Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen bezüglich der Fahrzeugsicherheit. Es können hoch- und höchstfeste Stahlbleche bis zu einer Festigkeit von 1200 MPa verarbeitet werden. So kann mit dem Verfahren Variotempo eine Gewichtseinsparung bis 60 % pro Bauteil erreicht werden. Das Variotempo-Verfahren wurde im Engineering des Werkzeugbaus entwickelt. Die Umformprozesse wurden zunächst mittels Simulation entwickelt und anschließend durch Prototypenwerkzeuge verifiziert. Für das Verfahren sind spezielle Werkzeugfunktionen erforderlich, welche bereits bis zur Serienreife entwickelt wurden.

„Wir haben es gewagt, ein umformtechnisches Dogma in Frage zu stellen“, sagt Helmar Aßfalg, CEO der Allgaier-Firmengruppe. „Der Einsatz dieser Umformmethode eröffnet uns völlig neue Möglichkeiten. Die Methode ist geradezu revolutionär in der Verarbeitung von hoch- und höchstfesten Stahlblechen. Sie gleicht einem Quantensprung in der Umformtechnik und ist damit wegweisend für die Zukunft der Automobilproduktion.“

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Sie sagen, dass mit Variotempo wesentlich komplexere Geometrien erzeugt werden können. Wie funktioniert das? Arbeiten Sie dabei wie bisher mit Schiebern im Werkzeug?

Mit Schiebern zu arbeiten, ist ja normal. Der Schlüssel des Geheimnisses liegt vielmehr in den geteilten Matrizen, die wir mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fahren. Damit ist es uns gelungen, die Spannungen, die im Bauteil auftreten, in den Griff zu bekommen. Vorrangig geht es dabei darum, das Material gemäß unserer Simulation dorthin zu bringen, wo es nachher beim Tiefziehen auch benötigt wird. Deshalb haben wir mit Variotempo nicht nur eine Ziehoperation wie gewohnt, sondern mehrere.

Erzielen Sie mit dem neuen Verfahren jetzt nur ein breiteres Geometriespektrum oder hat das auch noch andere Vorteile?

Sowohl als auch. Unser Fokus liegt derzeit und vorrangig auf dem hochfesten Material, das bisher als gar nicht kaltumformbar galt. Das größere Geometriespektrum hilft den Kunden, die sehr komplexe Teile produzieren, welche mit dem bisherigen Verfahren nur mit ungewöhnlich großem Aufwand herstellbar waren. Wir haben dafür im Kundenauftrag schon mehrere Teile mit Variotempo untersucht und nachgewiesen, dass wir aus vorher drei Teilen jetzt eines machen können.

Was ist jetzt die eigentliche, patentierte Erfindung?

Das ist die Kaltumformung mit mehreren Matrizen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zueinander in einem Werkzeug umformen.

Das Patent ist bereits erteilt

Bei der Umsetzung von Variotempo auf Serienbauteile wies die Zusammenarbeit mit einem deutschen OEM entscheidende Vorteile auf. Durch die intensive Kooperation und umfangreiche Tests in Serienanlagen und weitreichende Untersuchungen, inklusive Crash Tests, konnte die Entwicklung schnell erfolgreich verifiziert und abgeschlossen werden. Das Verfahren kann bei sämtlichen Strukturteilen, wie Crash-Verstärkungen, Querträgern oder Schließblechen eingesetzt werden.

Das Patent auf das Verfahren wurde bereits erteilt und ist eine wichtige Weichenstellung des Unternehmens für die Zukunft. Der erste Auftrag für ein Serienfahrzeug wurde inzwischen vergeben.

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