Tailored Tempering Wärmebehandlungsanlagen für das Presshärten von Blechen

Redakteur: Lea Ziegler

Bei der AC²-Innovationsinitiative der Technologieregion Aachen wurde Schwartz mit dem Innovationspreis 2015 für die Entwicklung des „Thermischen Printers“ ausgezeichnet.

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Ein im Thermischen Printer wärmebehandeltes Blech mit drei unterschiedlichen Temperaturbereichen.
Ein im Thermischen Printer wärmebehandeltes Blech mit drei unterschiedlichen Temperaturbereichen.
(Bild: Schwartz)

Der „Thermischer Printer“ erzeugt unterschiedliche Temperaturbereiche auf demselben Blech. Dies ergibt bei dem nachfolgenden Pressvorgang unterschiedliche Härtebereiche. Die präzise gesteuerte Wärmebehandlung, das „Tailored Tempering“, mit dem Printer ermöglicht es, beim nachfolgenden Presshärtevorgang in Blechen für den Automobilbau gezielt unterschiedlich harte und weiche Bereiche zu erzeugen. Mit der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften geht die Reduktion des Fahrzeuggewichtes einher, die zu sparsamem Treibstoffverbrauch und niedrigen CO2-Emissionen führt.

Der „Thermische Printer“ kommt beim Presshärten von Blechen zum Einsatz, die vorwiegend in der Automobilindustrie verwendet werden. Das neue Verfahren, das Schwartz im Herbst 2014 erstmals vorgestellt hatte, ermöglicht es den Automobilherstellern, Strukturelemente gezielt so zu produzieren, dass sie dort stabil sind, wo es gebraucht wird und positive Crashergebnisse erzielen.

Ein Blech mit unterschiedlichen Temperaturfeldern

Mit dem AC²-Innovationspreis der Technologieregion Aachen werden seit mehr als 20 Jahren besonders innovative Unternehmen ausgezeichnet, die sich um die Weiterentwicklung des Wirtschaftsstandortes Region Aachen verdient gemacht haben. Günter Rosenke, Landrat des Kreises Euskirchen, Vorsitzender der Jury 2015 und Marcel Philipp, der Oberbürgermeister der Stadt Aachen überreichten Alexander Wilden, dem geschäftsführenden Gesellschafter von Schwartz, bei der feierlichen Preisverleihung im Krönungssaal der Aachener Rathauses die Urkunde.

Mit dem Thermischen Printer können in einem Blech unterschiedliche Temperaturfelder erzeugt werden, wodurch beim Pressen nah nebeneinander sowohl harte als auch gut verformbare Bereiche entstehen. So erhöht der Thermische Printer den Nutzen des Presshärtens: Mussten vorher mehrere Bleche aneinander geschweißt werden, haben dünnere Bleche jetzt an jeder Stelle die richtigen Eigenschaften.

Alexander Wilden sieht ein hohes Potenzial für seine Entwicklung: „Pressgehärtete Bauteile werden immer häufiger verwendet, denn sie bieten hohe Flexibilität in der Konstruktion, machen mehrere Produktionsschritte überflüssig, senken die Herstellungskosten, erhöhen die Sicherheit der Fahrzeuginsassen und schonen die Umwelt. Die Jury hat offensichtlich honoriert, dass wir ein Verfahren entwickelt haben, das nicht nur Kosten senkt sondern auch Ressourcen schont.“

Das „Tailored Tempering“

Mit dem neuen „Thermischen Printer“ ist es möglich, beim Presshärten auf derselben Platine mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Temperatur-Zeit-Verläufen zu erzeugen, in denen sich beim nachfolgenden Presshärtevorgang unterschiedliche Gefüge mit entsprechenden mechanischen Kennwerten ausbilden. Durch die gezielte, lokal begrenzte Wärmebehandlung erfahren die einzelnen Bereiche einen geänderten Zeit-Temperatur-Verlauf. So lassen sich neben den harten, martensitischen Bereichen, die über das konventionelle Presshärten erreicht werden, weiche Bereiche einstellen, in denen sich das Gefüge aus Ferrit, Perlit und Bainit zusammensetzt.

Der Printer wird in Presshärtelinien im Transferbereich zwischen Ofen und Presse integriert. Das Verfahren hat das Potenzial, durch Anordnung von zwei Printern in zweifach fallendem Betrieb kurze Zykluszeiten zu realisieren.

Mit einem mathematischen Modell auf Basis eines Finite Differenzen Modells modelliert Schwartz den Temperaturverlauf in der Platine und leitet daraus die Parameter für die Temperaturverteilung im Printer ab. (lz)

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