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Herstellung leichter, mehrzelliger Blechstrukturen für Leichtbau im Nfz

Im Rahmen des Forschungsprojektes "Herstellung leichter, mehrzelliger Blechstrukturen für den Nutzfahrzeugbau" haben Wissenschaftler des Instituts für Umformtechnik und Leichtbau der TU Dortmund in Kooperation mit der borit Leichtbau-Technik GmbH, der Daimler AG, EvoBus, ThyssenKrupp Steel und der Volkswagen AG eine Fertigungstechnologie entwickelt, mit der großformatige Verbundbleche für den Bau leichter Nutzfahrzeuge hergestellt werden können. Das Forschungsvorhaben wurde durch die FOSTA - Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, finanziell gefördert.

Mit dem neuen Verfahren können die Forscher großflächige Höckerbleche ohne Trennfugen mit hoher Bauteilqualität durch wirkmedienbasierte Umformverfahren herstellen. Das realisierte Umformwerkzeug soll die Herstellung von Höckerblechen mit unterschiedlichen Breiten bei nahezu beliebigen Längen einer Wabenplattengestalt erlauben. Die hergestellten Höckerbleche können dann zu großformatigen Verbundblechen (Wabenplatten) gefügt werden, die das Potenzial besitzen, bei Blechbauteilen Gewicht einzusparen, das Leergewicht zu reduzieren und somit die Nutzlast zu erhöhen.

So haben die Projektpartner nach eigenen Angaben Gewichtseinsparungen von 20 Prozent (Trennwand) beziehungsweise 55 Prozent (Getriebedeckelelement) erreicht, verglichen mit den konventionellen massiven Blechbauteilen.

Die strukturelle Auslegung von Höckergeometrie und Plattenaufbau im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen der Lastenhefte ausgewählter Bauteile haben die Forscher mittels FE-Simulation sowie vergleichender Umformversuche mit kleinen Werkzeugen durchgeführt. So haben sie Höckerbleche mit hexagonaler Höckerstruktur und zwei verschiedenen Höckertiefen (vier und acht Millimeter) hergestellt. Die Blechbreiten betrugen bis zu 1.800 Millimeter bei über 2.000 Millimetern Länge. Um die Höckerbleche zu Wabenplatten zu fügen, haben die Entwickler Punktschweiß- sowie Klebeprozesse eingesetzt. Zum Konturbeschnitt der Höckerbleche griffen sie auf das Wasserstrahlschneiden zurück.

Nach Angaben der Wissenschaftler zeigten die experimentellen Untersuchungen eine hohe Prozessrobustheit der eingesetzten wirkmedienbasierten Umformprozesse. Demnach weisen die hergestellten Bauteile eine hohe Konturgenauigkeit auf, was Voraussetzung für eine gute Passgenauigkeit zweier Höckerbleche beim Fügeprozess sei. Darüber hinaus würden die Bleche eine hohe Steifigkeit und eine hohe gleichmäßige Plastifizierung des Werkstoffes in den umgeformten Bereichen zeigen.
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