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Blechbearbeitung

Aluminium statt Stahl – umformen ohne Einschränkungen

| Autor/ Redakteur: Jürgen Leopold / M.A. Frauke Finus

Aluminium statt Stahl stellt in der Automobilindustrie für den Leichtbau eine echte Alternative dar. Bisher aber bedeutet Aluminium statt Stahl, dass man Kompromisse eingehen muss: Aluminium hat eine niedrigere Festigkeit und eine höhere Formbarkeit. Mit dem Hot-Forming-Quench-Verfahren ist jetzt der Schritt von Stahl zu Aluminium ohne Einschränkungen möglich. Ein Forschungsprojekt arbeitet nun an der Entwicklung einer passenden vollständigen Fertigungslinie.

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Verschiedene HFQ-Bauteile.
Verschiedene HFQ-Bauteile.
(Bild: Imperial College London)

Der Ersatz konventionell umgeformter Tiefziehteile aus Stahlblech durch hochfeste Aluminiumbleche eröffnet attraktive Wege, um das Gewicht von Fahrzeugen weiter signifikant zu reduzieren. Das volle Potential für einen breiten Einsatz ist jedoch gegenwärtig begrenzt, da das Umformvermögen hochfesten Aluminiums gegenüber Stahl vergleichbarer Festigkeit noch viel niedriger ist. Damit greift der Konstrukteur immer noch nach dem allseits bewährten Stahl. Die neu entwickelte Hot-Forming-Quench-(HFQ-)-Technik ermöglicht den Schritt von Stahl hin zu Aluminium ohne Verlust an Festigkeit und deutlich geringerem Teilegewicht. Interessant ist, dass sowohl die Blechdicke reduziert als auch die Komplexität vorhandener Blechbautile durch ausscheidungshärtbare, höherfeste Aluminium-Legierungen vergrößert werden kann. HFQ ist eine Methode, die die Warmumformung mit dem Abschrecken im Gesenk kombiniert. Ursprünglich wurde diese Methode an der Universität Birmingham entwickelt, später am Imperial College London weiterentwickelt sowie patentiert und wird zurzeit in Zusammenarbeit mit der Impression Technology Ltd. zur Vermarktung vorbereitet. Mit Bezug auf die notwendige Reduzierung des Flottenverbrauches und der weiteren Verringerung der CO2-Emissionen von Fahrzeugen, fördert die Europäische Union mit 6 Mio. Euro das auf drei Jahre ausgelegte Forschungsprojekt Locolite. Ein Konsortium von 16 Partnern aus 8 europäischen Ländern arbeitet an der Untersuchung, Entwicklung und Verbesserung einer vollständigen Fertigungslinie (eingeschlossen die Konstruktion geeigneter Umformwerkzeuge, automatisiertes Materialhandling, Softwaretools zur Bauteilgestaltung und Materialauswahl), um die HFQ-Technik möglichst einer breiten Anwendung bei gleichzeitiger Kostenreduzierung zu erschließen. Die TBZ-Pariv GmbH ist deutscher Partner im Entwicklungs- Konsortium. Das Potential der HFQ-Technik wird im Rahmen des Projektes anhand ausgewählter typischer Bauteile (Querlenker und Bodenbleche aus dem Automobilbau sowie Verstärker von Tragflügeln aus dem Flugzeugbau) demonstriert. Die Eignung der HFQ-Technologie soll für eine mögliche Massenproduktion aufgezeigt werden.

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