Leichtbau in der Automobilindustrie

Leichtbau, auch bekannt unter Gewichts- oder Massenreduktion bei Fahrzeugen, stellt eine der größten Herausforderungen für die Automobilindustrie dar. Automobilhersteller und Zulieferer stehen vor harten Forderungen, bei denen es um die Gewichtsreduktion bei Fahrzeugen und ihre Auswirkungen auf den Treibstoffverbrauch, die CO2-Emissionen und die Herstellkosten geht.

Leichtbau in der Automobilindustrie

Der Schlüssel zum erfolgreichen Leichtbau liegt in der Auswahl des geeigneten Materials für jedes Bauteil.

Treibstoffeinsparungen werden für Konsumenten immer wichtiger. Sie erwarten vom Nachfolgefahrzeug bessere Werte als vom aktuellen Fahrzeug. Bis 2021 sollen Neuwagen in Europa nicht mehr als 95g/km CO2 ausstoßen. Das entspricht einer Reduktion von 40% im Vergleich zum Flottendurchschnitt von 158.7g/km in 2007. Bis 2025 werden in den USA CAFÉ Regeln eingeführt, die dann 54.5mpg für Leichtkraftwagen verlangen. Deshalb sind die Herstellkosten wichtiger denn je. 2015 wurden ca. 87 Millionen Fahrzeuge verkauft, es wird erwartet, dass diese Zahl bis 2030 auf 115 Millionen Exemplare ansteigt. Die Einführung von Leichtbaumaterialien und innovativen Prozessen wird den Autoherstellern ermöglichen, diese ambitionierten Ziele zu erfüllen.

Leichtbau hat durch die steigende Zahl der Bauteile und Komponenten an Bedeutung gewonnen. Der Body-in-White (BIW) – die Herstellphase, während der die unlackierten Blechteile zusammengeschweißt werden und die Karosserie bilden, – trägt ca. 50% zum Gewichtseinsparpotenzial bei. Im heutigen Karosserie-Engineering werden hauptsächlich Aluminium, hochfeste und ultrahochfeste Stähle verwendet. Es gibt allerdings zahlreiche neue Materialien, die stärker und leistungsfähiger sind. Diesbezüglich werden viele Materialien erforscht oder stehen in der Entwicklung, die in Zukunft erfolgreich im Leichtbau Anwendung finden können.

Einer der wichtigen Herstellprozesse auf dem Weg zu diesem Ziel ist die Warmumformung (Hotforming). Damit werden aus ultrahochfesten Stählen Stoßstangen, Türverstärkungen, A- und B-Säulen oder Boden- und Dachteile eines Fahrzeugs geformt. Indem konventionelle, kalt umgeformte Bauteile durch warm umgeformte Teile ersetzt werden, reduziert sich das Bauteilgewicht um bis zu 50%. Insbesondere der Tailored-Tempering-Prozess gewinnt an Effektivität, denn er erlaubt die Entwicklung von Umformteilen mit lokal vorgegebenen Festigkeitseigenschaften.

All diese Materialien und innovativen Prozesse befähigen die Automobilhersteller zum Bau leichterer Fahrzeuge, welche die zunehmend strengeren Sicherheitsanforderungen erfüllen. Die Anwendung dieser Materialien und Prozesse bedeutet allerdings zusätzliche Herausforderungen, denn das für jedes einzelne Bauteil gewählte Material muss die spezifischen Bauteilanforderungen erfüllen. Aus diesem Grund beinhaltet eine erfolgreiche Leichtbaustrategie weit mehr als nur den bloßen Ersatz von Stahlteilen durch leichteres Material. Der Schlüssel zum erfolgreichen Leichtbau liegt in der Auswahl des geeigneten Materials für jedes Bauteil im Fahrzeug.

Weitere Informationen zum Thema Leichtbau bei AutoForm:

Falzen von Dünnblechteilen aus ultrahochfestem Stahl [Englisch]

Tailored Tempering

AutoForm Training zum Werkstoffverhalten

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