Hochfeste Stähle - Chance für Leichtbau und für Effizienzsteigerung in der Produktion

Die Notwendigkeit zur Verringerung von Emissionen sowie die Erfordernisse zur Verbesserung der Ressourceneffizienz sind zugleich Treiber und Motivatoren, die das Thema Leichtbau in der Automobilindustrie zu einem zentralen Faktor entwickelt haben. Neben Maßnahmen im Bereich der Bauweise und der Systemfunktionen bieten die Werkstoffe selbst vielfältigste Ansatzmöglichkeiten zur Erreichung der globalen Zielstellungen nach Effizienz und Nachhaltigkeit. Neben den Leichtbaumaterialien wie Aluminium, Titan und Magnesium gilt es auch das Potenzial hochfester Stähle vollständig auszuschöpfen. Die Verarbeitung hochfester Stähle stellt durch höhere Prozesskräfte und die damit einhergehenden steigenden Belastungen auf die Werkzeuge und Maschinen neue Herausforderungen für die Fertigungstechnik dar. Auf der anderen Seite bieten die Technologien auch Möglichkeiten das Leichtbaupotenzial der einzelnen Werkstoffe erst umzusetzen oder sogar zu potenzieren. Der gezielte Einsatz der Prozesspara-meter Temperaturen und Geschwindigkeit trägt dabei zur Bewältigung der gestellten Aufgabenstellungen bei. Ein Beispiel dafür ist Prozesskette zur Herstellung pressgehärteter Bauteile. Die Presshärtetechnologie ermöglicht es, Werkstücke mit einer Festigkeit von 1600 Mpa umformend herzustellen. Mit dem Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) können diese hochfesten Bauteile anschließend final bearbeitet werden. Durch hochfeste Stähle sind auch etablierte Verbindungstechnologien vor neue Herausforderungen gestellt. Für die mechanische Fügetechnik bedeutet das, dass sich die Festigkeit der zu verbindenden Werkstoffe im Bereich der Festigkeit der Werkzeug und Fügeelemente bewegen. Die durch spezielle thermo-mechanische Prozesse erzeugten Eigenschaften der hochfesten Stähle halten auch für die thermische Fügetechnik neue Fragestellungen bereit. Neben der Massereduzierung an der Karosserie sind Leichtbaulösungen auch für den Antriebsstrang gefragt. Bei der betrachteten Prozesskette zur Herstellung einer Getriebewelle mit Außenverzahnung werden auch hier die Belastungen auf die Werkzeuge und die Anlagen durch erhöhte Temperaturen vermindert und die Fertigung überhaupt erst ermöglicht. Anhand der gezeigten Beispiele wird deutlich, welche neuen Wege aus dem Zusammenspiel zwischen hochfesten Werkstoffen und innovativen Fertigungstechnologien für die Umsetzung von Leichtbau und Effizienzsteigerung in der industriellen Produktion möglich sind