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Umformen

Innovative Sitzbauteile durch Umformen von Mehrphasenstählen

| Redakteur: Dietmar Kuhn

Der Automobilleichtbau mit Stahl ist in der Umformtechnik noch immer Thema Nummer eins. Vor allem sind es die hochfesten Stähle, die mit ihrer Festigkeit zur Leichtigkeit beitragen. Gemeinsam entwickelten der Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT) und der Autozulieferer Brose damit innovative Sitzbauteile.

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Eine moderne Autositzstruktur – Potenzial zum Leichtbau mit hochfesten Stählen. (Bild: Brose)
Eine moderne Autositzstruktur – Potenzial zum Leichtbau mit hochfesten Stählen. (Bild: Brose)

Die Entwicklung und Realisierung wirtschaftlicher Leichtbaukonzepte stellt eine Schlüsselstrategie zur Reduktion von Verbrauch und Emissionen bei gleichzeitiger Ressourcenschonung in der Fahrzeugindustrie dar. Dabei sind Werkstoffauswahl, konstruktive Ausführung und die Fertigungsmethode im Rahmen des Produktentstehungsprozesses eng miteinander zu verbinden, um einen größtmöglichen Leichtbaueffekt mit Blick auf die spätere Anwendung zu erzielen.

Strukturbauteile rücken in den Leichtbau-Fokus

Neben der klassischen Disziplin des Karosserieleichtbaus rücken zunehmend Strukturbauteile aus Fahrwerk und Interieur in den Fokus von Leichtbauaktivitäten. Ein Beispiel hierfür stellen Sitzstrukturbaugruppen dar, die gegenwärtig primär in Metallbauweise ausgeführt werden und bis zu 70% des Sitzeigengewichts ausmachen. Deren mechanische Stabilität ist eine grundlegende Voraussetzung für effektiven Insassenschutz im Crashfall. Dennoch müssen diese leicht und kostengünstig sein.

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Gerade bei derartigen Bauteilen besteht also eine besondere Herausforderung darin, nachhaltige Leichtbaukonzepte mit einer ausbalancierten Eigenschaftskombination unter den Kriterien Kosten, Stückzahl, Gewicht und Funktion zu realisieren, da höchste Restriktionen für Betriebsfestigkeit und Crashverhalten zu erfüllen sind. Insbesondere der Werkstoffleichtbau mit neuartigen höherfesten Stählen ist in diesem Kontext aufgrund deren hervorragender Steifigkeits- und Crasheigenschaften zur Steigerung der passiven Sicherheit bei reduziertem Gewicht als Erfolg versprechend anzusehen.

Höherfeste Stähle verlangen nach anderen Umformtechniken

In einem von der Bayerischen Forschungsstiftung geförderten Projekt wurde deshalb das Ziel verfolgt, Grundlagen insbesondere für die umformtechnische Fertigung von Sitzkomponenten aus modernen Leichtbaustählen zu schaffen. Die umformtechnische Verarbeitung höherfester Stähle stellt gegenüber der Umformung konventioneller, weicher einphasiger Stahlwerkstoffe erhöhte Anforderungen an die Methodenplanung und den Werkzeugbau. Angesichts der erforderlichen Komplexität und Maßhaltigkeit der Bauteile folgt aus dem geringeren Formgebungsvermögen und der höheren Rückfederung der betrachteten hoch- und höherfesten Mehrphasenstähle im Vergleich zu konventionellen Ziehgüten eine enorme Herausforderung für die Umformtechnik.

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