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Produkte und Lösungen, 12.09.2005, 13:20

Hochfeste Bleche in Außenhautqualität

Die Division Auto der ThyssenKrupp Stahl AG hat untersucht, wie sich moderne Mehrphasenstähle im Karosseriebau für Außenhautteile einsetzen lassen. Außenhautteile bieten mit ihren großen, geschlossenen Flächen viel Potenzial zur Gewichtseinsparung. Setzt man hier Stähle mit höheren Festigkeiten ein, kann man die Komponenten dünnwandiger auslegen. Allerdings verringert sich dann auch ihre Steifigkeit, so dass zusätzliche Maßnahmen notwendig sind, um zu vermeiden, dass Motorhauben, Dächer oder Türaußenbleche ins Flattern geraten oder zu schnell ausbeulen.

Die ThyssenKrupp Stahl AG hat eine Konzeptstudie für ultradünne Außenhautteile entwickelt, die sowohl Gewicht spart als auch den Steifigkeitsverlust ausgleicht. Für eine Tür-Außenhaut beispielsweise erreichte das Unternehmen damit zwölf Prozent Gewichtseinsparung im Vergleich zum Referenzbauteil aus der Großserie. Außerdem bietet das ThyssenKrupp Stahl Konzept eine gegenüber dem realen Vorbild um 20 Prozent verbesserte Steifigkeit.

Für das Bauteil verwendet wurde der Dualphasenstahl DPK 30/50, dessen Festigkeit mit 500 Megapascal deutlich über den heute für Außenhaut-Stähle üblichen 300 bis 400 Megapascal liegt. Deutlich weniger als die 0,7 Millimeter der Referenz-Außenhaut beträgt die Dicke des Außenhautblechs von ThyssenKrupp Stahl: Sie liegt bei 0,48 Millimeter. Das Unternehmen fertigt solches Material auf seiner TAKO-Anlage in Duisburg-Beeckerwerth. Das Aggregat gilt als weltweit modernstes Kaltwalzwerk seiner Art und ist in der Lage, auch moderne Mehrphasenstähle zu Kaltband in Dicken von 0,3 bis vier Millimeter und Breiten von 1.000 bis 2.040 Millimetern zu verarbeiten - und dies bei höchster Oberflächenqualität, die für Außenhautteile unerlässlich ist.

Um den Steifigkeitsverlust der dünnwandigen Bauweise auszugleichen, setzt das ThyssenKrupp Stahl-Konzept auf eine fachwerkartige Unterfütterung mit wenigen schmalen Streifen aus Stahl und Polymerschaum. Die Streifen sind etwa 2,5 Millimeter dick und 30 Millimeter breit. Der nur 0,48 Millimeter dünne Stahlstreifen dient dabei als Träger für den Polymerschaum. Die Struktur wird nach dem Umformen gegen die Innenseite des Bauteils geklebt.

Fachleute wissen, dass viele der heute im Karosseriebau verwendeten Kleber beim Aushärten schrumpfen und dadurch Spannungen am Bauteil erzeugen. Auf den gleichmäßigen Oberflächen von Außenhautteilen würde dies dazu führen, dass sich die Unterfütterungsstruktur abzeichnet. Diese Eigenschaft hat ThyssenKrupp Stahl mit einem neuartigen Verfahren untersucht, bei dem komplette Bauteile mit einem 3D-Scanner digitalisiert wurden. Dadurch konnte der optische Eindruck einer Abzeichnung in präzise quantifizierbare und reproduzierbare Messdaten überführt werden. Mit dem Verfahren haben die Entwickler der Division Auto nachgewiesen, mit welchen Klebern sich auch bei empfindlichen Außenhautanwendungen gute Ergebnisse erzielen lassen. Dass sich dünne Außenhautbleche mit geringen Anpassungen der Werkzeuge fügen und umformen lassen, hat die Konzeptstudie ebenfalls gezeigt.

ThyssenKrupp Stahl präsentiert sich zur IAA in Halle 4.1, Stand C50.

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