Massivumformer machen sich fit für den Leichtbau

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Leichtbau in der Massivumformung erfordert auch neue Prozessketten

Als ein wesentliches Resultat der Leichtbaustudie referierte Ernst: „Durch die identifizierten kosteneffizientesten Leichtbaumaßnahmen für Antriebsstrang und Fahrwerk lässt sich eine Massenreduktion von circa 16 kg mit höchstem Umsetzungspotenzial realisieren.“ Bei konstanten Kosten könnten im Rahmen eines etwas niedrigeren Umsetzungspotenzials für das Volumensegment des Automarktes sogar bis zu 25 kg Gewicht eingespart werden.

Die Verwendung von Stahl, speziell von hochfesten Langprodukten und Schmiedestücken, im Rahmen des massiven Leichtbaus bringt aber durchaus auch Probleme mit sich, die Frank Wilke von der Deutsche Edelstahlwerke GmbH aufzeigte. So seien die Prozessketten bei der Herstellung der für den Leichtbau geeigneten Stähle lang und Modifikationen, etwa des Werkstoffs oder der Wärmebehandlung, hätten negative Auswirkungen. „Die Änderung eines Prozessschrittes kann Auswirkungen erst viel später haben“, beklagte er. Deshalb arbeite man an der radikalen Verkürzung der Prozessketten. Diese Entwicklungsrichtung bei den hochfesten Werkstoffen bestätigte auch Georg Doppler von der Saarstahl AG und nannte ein Beispiel: „Um das bainitisch-martensitische Gefüge direkt beim Abkühlen aus der Walz- beziehungsweise Schmiedehitze zu erhalten, werden die härtbarkeitssteigernden Elemente Chrom, Nickel, Molybdän und Bor sowie Titan zulegiert.“

Teure Werkstoffe werden im Endeffekt durch kürzere Prozesse günstig

Durch den Entfall von Prozessschritten ergeben sich auch bei vordergründig teureren Werkstoffen deutliche Kostensenkungen. Charlotte Merkel von der EZM Edelstahlzieherei Mark GmbH belegte dies anhand des hochfesten bainitischen Stahls 20MnCrMo7: „Der höherwertige Werkstoff führt zu Einsparungen, denn ein geringerer Legierungszuschlag durch weniger Nickel geht einher mit geringeren Kosten durch kürzere Prozesse – und das trotz höherem Grundpreis!“

Sollen optimierte Prozessketten die Stahlerzeugung dahingehend beeinflussen, dass ein möglichst großes Leichtbaupotenzial genutzt wird, müssen neue Werkstoffe entwickelt werden. „Durch die Zusammenarbeit von Stahlwerk und Stahlanwender ist es möglich, Lösungen für die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen an Bauteile aus Stahl zu finden“, meinte dazu Oliver Rösch von der Georgsmarienhütte GmbH.

Wie es funktionieren kann, dass für den Leichtbau vorgesehene Hochleistungsbauteile auf optimale Weise entstehen, beschrieb Wilfried Reimche vom Institut für Werkstoffkunde der Universität Hannover. „Durch die bainitische Umwandlung von Stahl aus der Schmiedewärme entsteht ein äußerst harter und fester Werkstoff für leichtere Bauteile“, betonte er. Dazu sei eine sensorkontrollierte Onlineerfassung der Werkstoffumwandlung in der Abkühlphase notwendig.

Auf dem Weg vom Stahl zur Leichtbaukomponente lassen sich immer wieder innovative umformtechnische Konzeptionen, beispielsweise für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, finden. Die Potenziale der Massivumformung bezüglich Bauraum, Größe und Gewicht stellte Norbert Kotulla von der Sona BLW Präzisionsschmiede GmbH ganz klar heraus: „Schmiedeteile weisen – im Vergleich zu zerspanten Bauteilen – in der Regel eine deutlich höhere Leistungsdichte auf.“

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