Lokale Laserbehandlung zur Steigerung der Crash-Belastbarkeit von Karosseriebauteilen

Die aktuelle Entwicklung im Karosseriebau zu leichterer Bauweise und erhöhter Fahrzeugsicherheit erfordert zunehmend eine Anpassung der lokalen Werkstoffeigenschaften an die Bauteilbelastung. Mit einer lokalen Laserbehandlung von Blechbauteilen aus härtbaren Stählen, realisiert über ein Laserstrahlumschmelzen, kann die für diese Werkstoffe typische martensitische Aufhärtung gezielt als Verfestigungsmechanismus genutzt werden. Für eine Reihe von Karosseriestählen wurde die lokale Aufhärtung infolge der Laserbehandlung untersucht und die entsprechende Festigkeit in der Behandlungszone, unter quasistatischer bzw. crash-relevanter Beanspruchungsgeschwindigkeit ermittelt. Mit Hilfe eines Ersatzmodells zur Abbildung der verfestigten Laserbehandlungszone wurde eine simulationsgestützte Optimierung belastungsangepasster Verfestigungsstrukturen für eine Stauch- und eine Biegebeanspruchung von Rohrkörpern realisiert. Insbesondere für biegebeanspruchte Proben konnte eine drastische Verbesserung der Crash-Energieabsorption in der Simulation und im Fallturmtest nachgewiesen werden. Die technische Umsetzbarkeit wurde an Bauteilversuchen demonstriert.