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Automobil-Leichtbau

Warmumformung verbessert Crashverhalten von Karosserien

| Autor/ Redakteur: Jens Aspacher / Dietmar Kuhn

Die Technik des Formhärtens von Karosseriebauteilen wird weiter ausgebaut. Gründe dafür sind die steigenden Anforderungen an den Insassenschutz und die sinkenden Grenzwerte für die CO2-Abgasemissionen. Crashtests haben gezeigt, dass damit deutlich verbesserte Kennwerte bei weniger Gewicht erzielt werden können.

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Bild 1: Für das Formhärten werden die Platinen in einem Rollenherdofen bis zu fünf Minuten lang auf 930 °C erhitzt.
Bild 1: Für das Formhärten werden die Platinen in einem Rollenherdofen bis zu fünf Minuten lang auf 930 °C erhitzt.
( Bild: Schuler )

Das Schuler-Kompetenzzentrum Formhärten in Waghäusel sowie auch andere Schuler-Bereiche arbeiten seit vielen Jahren eng mit der Automobilindustrie zusammen. Dabei hat Schuler sich eine besondere Kompetenz für das Formhärten erarbeitet. Formhärten ist eine Technologie, die in erster Linie den hochfesten Werkstoffen sowie dem Leichtbau und der Crashsicherheit dient.

Der Autokäufer profitiert von höherer Steifigkeit der Karosserie

Die Vorteile des Formhärtens liegen auf der Hand: Der Autokäufer profitiert von einer höheren Steifigkeit der Karosserie und damit auch einem verbesserten Crashverhalten, gleichzeitig geht die höhere Festigkeit der Bauteile mit einem reduzierten Gewicht und damit auch einem geringeren Benzinverbrauch einher. Das Spektrum umfasst unter anderem Seitenaufprallträger, A- und B-Säulen, Schweller, Dachrahmen, Trägerteile, Montageplatten, Verstärkungsteile, Tunnel, Türrahmenverstärkungen und Stoßfänger.

Produktionsanlagen zum Formhärten kombinieren modernste Ofentechnologie, hydraulische Pressentechnologie, präzise Steuerungen und robuste Mechanisierungssysteme. So werden nach dem bis zu fünfminütigen Erhitzen der Platinen auf 930 °C (Bild 1) in einem Rollenherdofen diese von einem Roboter oder Transfersystem übernommen und in das Werkzeug der hydraulischen Presse eingelegt (Bild 2).

Dort erfolgt die eigentliche Umformung. Das kontrollierte Abkühlen zur gleichmäßigen Aushärtung des Bauteils findet ebenfalls im wassergekühlten Werkzeug statt. Die Kräfte der eingesetzten hydraulischen Pressen liegen zwischen 6000 und 16.000 kN. Das Beschneiden der fertigen Teile erfolgt in den meisten Fällen mit 3D-Laserzellen oder wenn technisch möglich auch auf mechanischen Schneidpressen mit integrierten Dämpfungssystemen.

Das Formhärteverfahren benötigt wesentlich geringere Presskräfte und steigert die Widerholgenauigkeit

Doch welche Vorteile bietet das Formhärten im Vergleich zur Kaltumformung hochfester Stähle? Die Technologie des Formhärtens ist deutlich ökonomischer, meinen die Schuler-Formhärte-Experten. So ist das Material im Vergleich zu hochfesten Stählen günstiger, der Energieverbrauch wird durch die geringeren benötigten Presskräfte stark reduziert und die Wiederholgenauigkeit ist ohne die Auffederung spürbar besser. Außerdem ergeben sich durch die flexible Fertigung ganz neue Möglichkeiten im Bauteildesign.

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