Tailored Tempering macht Automobile leichter und sicherer

Anbieter zum Thema

Hans Schröder Maschinenbau GmbH

KOHLER Maschinenbau GmbH

Thermacut GmbH

Fließende Übergänge zwischen Zonen hoher Festigkeit und Zonen hoher Duktilität

Gewissermaßen als Krönung gilt das Tailored Tempering Verfahren. Vergleichbar den geschweißten Tailored Blanks, bei denen je nach geforderten Bauteileigenschaften Bleche von unterschiedlicher Dicke oder Festigkeit zusammengefügt werden, erfährt beim Tailored Tempering jede Stelle eines Blechs maßgeschneidert eine Warmumformung und anschließend eine temperaturgesteuerte Abkühlung. Damit ist es möglich, Bereiche von hoher Festigkeit und Bereiche von hoher Duktilität (Verformbarkeit) zu kombinieren.

Der Vorteil des Tailored Temperings im Vergleich mit geschweißten Tailored Blanks ist, dass ein Bauteil quasi nahtlos aus einem Stück entsteht. Statt gleichsam digitalen Übergängen zwischen den zusammengeschweißten Bereichen stellen sich fließende Übergänge zwischen Zonen hoher Festigkeit und Zonen hoher Duktilität ein. Das sind ideale Bedingungen, um funktionsoptimierte Bauteile zu designen, also Bauteile, die gezielt an die Anforderungen im Crash angepasst sind. Damit sind signifikante Gewichtseinsparungen im Vergleich zu Konzepten mit konventionell kaltumgeformten Bauteilen realisierbar. In Relation zur Herstellung durch konventionelles Presshärten kann auf diese Weise zum Beispiel die B-Säule eines Fahrzeugs mit nochmals verbesserten Crasheigenschaften und nochmals dünneren Wandstärken hergestellt werden. Anspruchsvoll gestaltet sich die Ermittlung, wie das entsprechende Umformwerkzeug auszusehen hat und wie der Prozess des Tailored Tempering im Detail ablaufen soll. Dazu ist ein umfassendes Verständnis hinsichtlich Materialverhalten, Wärmefluss und Kinetik der Phasentransformation nötig.

In Software thermisch-mechanisch-metallurgisches Modell implementiert

Um den Prozess des Tailored Tempering zu analysieren und schließlich zu kontrollieren, braucht es tief gehenden Einblick in die strukturelle Transformation des Materials. Gerade wegen der Komplexität des Verfahrens ist die simulationsbasierte Prozessauslegung am Computer eine enorme Hilfe. Voraussetzung ist jedoch, dass die Simulationssoftware Warmumform- und Abschreckprozesse realistisch abbildet, die endgültigen Bauteileigenschaften zuverlässig vorhersagt und damit das Werkzeug-Know-how für diesen speziellen Typ des Warmumformens liefert.

Mit diesem Ziel hat die Autoform Engineering GmbH die Software Autoform-ThermoSolver entwickelt, in der ein thermisch-mechanisch-metallurgisches Modell implementiert ist (Bild 1). Die Software kann von jedem Materialpunkt im Blech gewissermaßen eine Temperaturgeschichte liefern und gewährt somit Einblick in das Materialverhalten während des Warmumformens und insbesondere des Abschreckens.

(ID:34097130)