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23. Umformtechnisches Kolloquium Hannover Massivumformer zwischen Markt- und Innovationsdruck

Autor: Stéphane Itasse

Mit voller Wucht erfassen die Umbrüche in der Autoindustrie auch die Massivumformung. Was dies für die Unternehmen bedeutet und wie Innovationen den Weg in die Zukunft weisen können, war auch Thema auf dem 23. Umformtechnischen Kolloquium Hannover.

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Ob Kundenstruktur, Digitalisierung oder Additive Fertigung – die Massivumformer sind derzeit mit besonders vielen Herausforderungen konfrontiert.
Ob Kundenstruktur, Digitalisierung oder Additive Fertigung – die Massivumformer sind derzeit mit besonders vielen Herausforderungen konfrontiert.
(Bild: Schuler)
  • Da der Großteil der Massivumformprodukte in die klassische Fahrzeugtechnik geht, steht die Branche unter Druck.
  • In Krisenzeiten sparen die Unternehmen an Entwicklung und Innovation, was den Ruf der Branche gefährden kann.
  • Forscher zeigen auf, was neuartige Produkte aus der Massivumformung leisten können.

„Quo vadis, Massivumformung?“, fragt Dr. Frank Springorum, Vorstandsvorsitzender des Industrieverbands Massivumformung und geschäftsführender Gesellschafter des Hammerwerks Fridingen. Denn 88 % der Produktion der Branche gehen in die Fahrzeugtechnik. Bis zum dritten Quartal 2018 konnten die Massivumformer von guten Wachstumsraten profitieren, doch seitdem ist die Produktion unter Druck.

Für die Zukunft sieht Springorum mehrere Herausforderungen auf die deutschen Massivumformer zukommen: „Additive Fertigung, Elektromobilität, Leichtbau, industrielle Digitalisierung und Globalisierung der Lieferketten stellen Chancen und Risiken für die Branche dar“, sagt er.

Massivumformer können auch von Elektromobilität profitieren

So bedeutet die Elektromobilität nicht unbedingt einen Einschnitt für die Branche. „Mit Umstellung auf Hybridantriebe steigt die Zahl der massivumgeformten Bauteile um 48 % und das Gewicht um 15 %“, berichtet Springorum und verweist auf entsprechende Studien des Industrieverbands Massivumformung. Bei rein elektrischen Antrieben sei dann ein Minus von 19 beziehungsweise 20 % zu erwarten. „Bis 2030 ist aus unserer Sicht mit einem stabilen massivumgeformten Gesamtvolumen zu rechnen, mit veränderten Bauteilspektren“, erwartet er. Die Massivumformer müssen sich nach seinen Worten dabei flexibel zeigen: Er geht davon aus, dass die Mobilitätswende zunächst einen Markt von kleinen, unsicheren Bauteilserien hervorbringt. Der auf Großserien ausgelegte Markt bleibe parallel zunächst bestehen.

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Ähnliche Entwicklungen beobachtet auch Prof. Dirk Landgrebe, Vice President Europe and Asia bei American Axle Manufacturing. So hat die Automobilproduktion in Deutschland 2019 insgesamt 4,66 Mio. Fahrzeuge erreicht. „Dabei sind zwei Trends, die uns sehr stark Sorgen machen“, sagt Landgrebe: Zum einen war im vergangenen Jahr die deutsche Fahrzeugproduktion erstmals unter dem Niveau des Krisenjahres 2009, zum anderen werden seit 2016 immer weniger Fahrzeuge in Deutschland produziert. Der Großteil der Produktionserweiterungen in der Vergangenheit fand in China statt. „Der Rückgang bedeutet Druck auf Marge und Druck auf Bestände. Der Margendruck über ein Jahr geht noch, über drei, vier Jahre wird es zum Problem“, erläutert er.

Absatz „schmiedeintensiver“ Dieselfahrzeuge bricht ein

Verschärft wird die Situation für die Massivumformer dadurch, dass der Anteil der „schmiedeintensiven“ Dieselfahrzeuge an den Neuzulassungen von 48 % im Jahr 2015 auf 29,8 % im Jahr 2019 zurückgegangen ist. Da ab 2020 den Automobilherstellern Bußgelder in Milliardenhöhe drohen, wenn sie den Flottengrenzwert von 95 g CO2/km nicht einhalten, dürften sie sich sehr stark um den Absatz batterieelektrischer Fahrzeuge bemühen. Nach den Worten von Landgrebe werden die Überkapazitäten in der deutschen Automobilproduktion seit 2016 größer, eine Marktbereinigung steht noch aus. Mit diesem Druck aus dem Markt leidet nach seinen Beobachtungen auch die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen, wenn sie zum Beispiel Innovationsabteilungen abbauen. „Das ist eine große Gefahr, denn wir verlieren damit den Ruf als Hightech-Branche. Das dürfen wir nicht zulassen“, fordert Landgrebe.

Warum die Massivumformung weiter ihren Hightech-Ruf verdient hat, zeigte Prof. Bernd-Arno Behrens, Leiter des IFUM Hannover. So ist es in seinem Sonderforschungsbereich 1153 Tailored Forming gelungen, Bauteileigenschaften spezifisch herzustellen, indem zunächst Halbzeuge aus unterschiedlichen Werkstoffen gefügt und erst dann umgeformt wurden. „Damit bekommt man ein Bauteil mit Eigenschaften, die man mit Mono-Werkstoffen so nicht erzielen könnte“, sagt Behrens.

Die erste Herausforderung vor dem Umformen ist die Herstellung einer inhomogenen Temperaturverteilung im Werkstück. Deshalb muss man den Stahl lokal erwärmen, ohne das Aluminium aufzuschmelzen.

Stahl und Aluminium vor dem Umformen richtig fügen

Zudem ist es wichtig, den Stahl (zum Beispiel 20MnCr5) und das Aluminium (EN AW-6082) mit ausreichender Festigkeit zu fügen. Das Fügen vor dem Fließpressen hybrider Wellenvorformen erfolgt zum Beispiel mittels Reibschweißen. Zusätzlich wurde ein Fließpressprozess mit Drucküberlagerung entwickelt, um die Festigkeit der Fügezone zu verbessern. „Beim konventionellen Prozess ohne Gegendruck war die Festigkeit der Fügezone vergleichsweise niedrig. Mit Gegendruck liegen wir in einem ähnlichem Bereich wie Aluminium in einem T6-Zustand“, sagt Behrens.

In dem Sonderforschungsbereich entstehen mehrere Bauteile für die industrielle Anwendung. Behrens stellte unter anderem ein Hybridritzel vor, bei dem die Kombination von Aluminium und Stahl 22 % Gewicht einspart.

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 Stéphane Itasse

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MM MaschinenMarkt