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Produkte und Lösungen, 25.06.2010, 12:20

ThyssenKrupp Steel Europe: Durchbruch für Tailored Tempering

Das für ThyssenKrupp Steel Europe patentierte Tailored Tempering Verfahren, eine Weiterentwicklung der Warmumformtechnologie, hat den industriellen Durchbruch geschafft. Das Tochterunternehmen ThyssenKrupp Umformtechnik GmbH, hat von einem deutschen Automobilhersteller den Auftrag erhalten, für mehr als 100.000 Fahrzeuge im Jahr B-Säulen im Tailored Tempering Verfahren herzustellen. Die sicherheitsrelevanten Bauteile sollen künftig in einem Fahrzeug der Kompaktklasse eingesetzt werden. ThyssenKrupp Umformtechnik, Hersteller von Komponenten für Autokarosserien und -fahrwerke, hat das Verfahren zur industriellen Reife entwickelt.

Mit der Warmumform-Technologie, englisch Hot Forming, lassen sich bei Automobilbauteilen bis zu 30 Prozent Gewicht sparen. Das Verfahren erlebt derzeit einen Boom im Automobilbau. Beim Hot Forming werden mit Mangan und Bor legierte Stahlbleche auf 880 bis 950 Grad Celsius erhitzt, umgeformt und im Umformwerkzeug schnell und kontrolliert abgekühlt. Durch die spezielle Legierung des Stahls und die hohe Abkühlgeschwindigkeit entstehen Bauteile mit Festigkeiten von bis zu 1.500 Megapascal (MPa). Das sind deutlich höhere Werte als bei den derzeit leistungsfähigsten kalt umformbaren Stählen. Leichter sind die Bauteile, weil man sie angesichts der hohen Festigkeit mit dünneren Materialstärken konstruieren beziehungsweise auf zusätzliche Verstärkungsteile verzichten kann.

Mit der konventionellen Warmumformung kann man nur Bauteile herstellen, die überall gleich fest sind. Mit Tailored Tempering sind jetzt Teile produzierbar, die nicht nur sehr fest, sondern in bestimmten Bereichen auch nachgiebig sind. Diese Eigenschaften braucht man zum Beispiel bei crashrelevanten Bauteilen, die nicht nur die Insassen schützen, sondern durch Verformung auch gezielt Aufprallenergie abbauen sollen. Beispiel B-Säule: Die vom Schweller zum Dachrahmen führende Säule muss im unteren Drittel Crashenergie abbauen. Im oberen Bereich stabilisiert sie die Fahrgastzelle und schützt die Insassen beim Seitenaufprall. Mit dem für ThyssenKrupp Steel Europe patentierten Verfahren kann man solche Bauteile in einem einzigen Arbeitsschritt aus einem homogenen Stahlblech herstellen.

Möglich macht das ein neu entwickeltes, flexibel beheizbares Umformwerkzeug. Durch unterschiedliche Temperaturzonen im Werkzeug wird das aufgeheizte Blech beim Umformen unterschiedlich schnell abge-kühlt. Dabei entsteht ein Bauteil mit lokal unterschiedlichen und präzise eingestellten Dehnungs- und Festigkeitseigenschaften. Wirtschaftlich lohnt sich die Technologie, weil sie mehrere Prozessschritte und Einzelteile einsparen kann.

Die neue Technologie arbeitet ebenso flexibel wie präzise. So lassen sich mit dem Verfahren auch Komponenten herstellen, bei denen Festigkeit und Dehnung auf mehrere, abwechselnde Zonen verteilt sind. Der Bereich, in dem der Festigkeitsübergang zwischen harten und dehnbaren Zonen stattfindet, ist etwa 15 bis 60 Millimetern je nach Blechdicke äußerst schmal. Bauteileigenschaften und Übergangsbereiche sind mit dem Verfahren präzise reproduzierbar.

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