Industrieanzeiger 09/10.2019

technik & wissen
Im Smartform-Verfahren von Thyssenkrupp werden in der Kalibrierphase...
...über die Bauteilkante Druckspannungen induziert, die Rückfederungseffekte
verhindern. Bilder: Thyssenkrupp
Wirtschaftliche Wege zu hochfesten Karosseriebauteilen
Kaltumformen
in neuer Dimension
Umformtechnik | Hochfeste und ultrahochfeste Stähle
sind die Leichtmacher fürs Auto der Zukunft. Weiterentwickelte
Werkstoffe und ausgeklügelte Werkzeuge
eröffnen dem Tiefziehen neue Möglichkeiten.
Alle reden vom Presshärten, auch wenn die
meisten Karosserieteile wohl auch künftig
kaltumgeformt werden – und zwar in höher-
und hochfesten Stahlgüten. Im Januar
hat Mazda veröffentlicht, in der neuen Generation
des Mazda 3 seien kaltumgeformte
Stahlteile mit Festigkeiten von 1310 MPa
für die A-Säule, Scharniersäule, den Dach -
innenholm und andere Segmente verbaut.
Bislang galt oberhalb von 1200 MPa das
Press härten als Methode der Wahl.
Die Zahl der pressgehärteten Bauteile im
Automobilbau hat in den letzten Jahren
deutlich zugenommen, und zwar nach
Angaben der Forschungsvereinigung Stahlanwendung
von 107 Mio. Teilen im Jahr
2007 auf rund von 574 Mio. 2018. Eine Erfolgsgeschichte,
die weniger der Effizienz
des Verfahrens als mehr der Tatsache geschuldet
ist, dass sich ultrahochfeste und
höchstfeste Stähle mit mehr als 1200 MPa
nur warmumformen lassen. Denn trotz der
Vorteile pressgehärteter Bauteile für den
Leichtbau, das Verfahren ist aufwendig und
schwierig in der Prozessführung. Das Glühen
der Bauteile auf 950 °C, der Transport
der heißen Teile, Umformen, Abschrecken
und Härten im Werkzeug – das alles erfordert
große Anlagen und Öfen. Und nicht zuletzt
ist der Verschleiß vor allem der Werkzeuge
hoch.
Jährlich werden derzeit rund 83 Mio.
Fahrzeuge hergestellt, die meisten Karosserieteile
darin sind kaltumgeformt, meist tiefgezogen.
Die Anlagentechnik dafür ist im
Vergleich zu Presshärteanlagen weniger
komplex und sehr viel einfacher zu beherrschen,
die Zykluszeiten sind kürzer und die
Bauteile profitieren von einer höheren
Oberflächenqualität. Allerdings sind die erforderlichen
Umformkräfte deutlich höher,
es lassen sich nur vergleichsweise geringe
Umformgrade realisieren und die Rückfederung
wirkt sich negativ auf die Maßhaltigkeit
der Bauteile aus.
Auf der einen Seite entwickeln die Stahlhersteller
stetig neue hochfeste Stahlgüten
mit höherer Duktilität, unter anderem kommen
verbesserte hoch- und höchstfeste
Mehrphasenstähle wie Dual- und Komplexphasenstähle
aber auch TWIP- (Twinning
Induced Plasticity), TRIP- (Transformation
Induced Plasticity) und Martensitstähle zum
Einsatz. Auf der anderen Seite reizen weiterentwickelte
Umformverfahren und neue
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