Automotive
Innovative Leichtbau-Technologien von voestalpine
7. Juni 2019
Innovative Leichtbau-Technologien von voestalpine
4 Minuten Lesezeit
Volkmar Held
Als freier Autor berichtet Volkmar Held für voestalpine über Themen, die bewegen. Die inhaltlichen Schwerpunkte seiner Storys reichen von der Archäometallurgie bis zu Zukunftstechnologien.
Auch Elektromobilität braucht den automobilen Leichtbau und zuverlässige Zulieferer. voestalpine nimmt mit bahnbrechenden Technologien und hohem Know-how eine wichtige Position in der modernen Fahrzeugproduktion ein.
Leichtbau verlangt in der Elektromobilität komplexe Ansätze aus einer Kombination von Werkstoff, Technologie und Konstruktion. Der Technologiekonzern voestalpine verwirklicht mit innovativen Entwicklungen solche Ansätze und positioniert sich damit als ein zuverlässiger Partner beim Bau von Automobilen, insbesondere auch Elektrofahrzeugen.
Leichtbau dank Warmumformung
phs-directform Anlage in Schwäbisch Gmünd
Die Weiterentwicklung höchstfester Stähle geht bei voestalpine mit der Umsetzung der innovativen phs®-Warmumformungstechnologien einher. Sie verbinden hocheffektiv Umformprozesse mit einer Steigerung der Bauteilfestigkeit von zuverlässig korrosionsgeschützten Fahrzeugkomponenten – ein Fakt, der beispielsweise auch bei der Konstruktion sicherer Batteriekästen von großer Bedeutung ist. Mit phs-rollform® können Profile und Rohre genau an den Stellen gehärtet werden, wo sie besonders beansprucht sind. Mit der Technologiefamilie phs-ultraform®, phs-directform® und phs-rollform® hat sich voestalpine als Top-Zulieferer komplexer Fahrzeugteile mit herausragenden Performance-Eigenschaften etabliert.
"phs-ultraform® hat für uns den Weg zur Internationalisierung geebnet und uns in eine andere Liga der Automobil-Zulieferindustrie katapultiert. Wir gehören heute zu den Top-5-Zulieferern in Europa und in den USA zu den Top 3."
Mit phs-Anlagen in China, den USA und in Deutschland ist voestalpine in wichtigen Märkten bestens aufgestellt. Dank des kontinuierlichen Ausbaus der Technologie kann demnächst die 14. Anlage eröffnet werden.
Höchste Qualität bei phs-rollform Bauteilen
Mit Hohlbauweise und Profilen Gewicht minimieren
Die Vorteile höherfester Werkstoffe gehen bei der voestalpine Tubulars GmbH & Co KG mit gewichtsparenden Konstruktionsansätzen einher. Das Zauberwort heißt hier „Hohlwellen“. Anstelle des Einsatzes von Stabstahl tragen Hohlwellen bei mindestens gleicher Festigkeit zu beachtlichen Material- und Gewichtseinsparung bei: „Wir erzielen durch die Fertigung der Hohlwellen aus hochfesten Stählen eine Gewichtseinsparung von ungefähr 15 bis 18 Prozent“, erläutert Jürgen Klarner, F&E-Leiter voestalpine Tubulars.
Die von den Umformspezialisten der voestalpine Krems GmbH gefertigten, geometrisch sehr anspruchsvollen Profile kommen u. a. für sicherheitsrelevante Bauteile im Bereich von Batteriekästen zum Einsatz. Durch ein intelligentes Formgebungsdesign erzielen die Kremser eine herausragende Performance ihrer Fahrzeugkomponenten. Bei der Herstellung durch Rollumformen hochfesten Stahls werden Stege und Konturverläufe so verwirklicht, dass sie komplexe Profile aus mehreren Kammern bilden. Im Crashfall können sie so die auftretenden hohen Kräfte absorbieren.
"Mehrkammerprofile erzielen bei gleicher Crashperformance und unter Gewichtsneutralität gegenüber Aluminiumstrangpressprofilen zusätzlich noch einen Kostenvorteil."
Leicht und fest zusammenhalten
Leicht- und Mischbauweisen in der Automobilkonstruktion werden als Treiber mechanischer Fügetechnologien angesehen – vor allem wenn es darauf ankommt, unterschiedliche Werkstoffe von nur einer Seite aus effizient zu verbinden, beispielsweise bei der Montage von Batteriekästen. Mit dem zunehmenden Grad der Elektrifizierung des Fahrzeugverkehrs gewinnt die sichere und effiziente Anbringung von Antriebsbatterien an Bedeutung.
Die voestalpine Wire Technology GmbH bietet daher maßgeschneiderte Werkstofflösungen für Befestigungselemente. So werden aus ihrem Drahtvormaterial so genannte Fließlochschrauben gefertigt – Schrauben, die sich selbst ihr Loch bohren, dabei selbsttätig ein Gewinde formen und die zu verbindenden Bauteile zuverlässig zusammenfügen. Diese Technologie verlangt nach hohem Material-Know-how bei gleichbleibender bzw. besserer Fließfähigkeit im Herstellungsprozess. Die im Leichtbau verwendeten hochfesten Stähle werden in Zukunft immerhin mit Festigkeiten von bis zu 2.000 MPa aufwarten. Zudem müssen Verbindungselemente wie Schrauben und Nieten gerade bei der Anbindung von Batteriekästen an die Karosserie nicht nur eine hohe Dauerfestigkeit, sondern auch eine hohe Wasserstoffbeständigkeit aufweisen.
"Um den Anforderungen neuer Konstruktionsweisen, gerade in der Elektromobilität, gerecht zu werden, fokussieren wir unsere Forschungstätigkeiten auf die maßgeschneiderte Erfüllung von Kundenanforderungen. Dazu gehören die Werkstoffmodellierung und die Simulation ebenso wie im Labor entwickelte und produzierte Legierungen oder speziell entwickelte Tests zur Überprüfung von Wasserstoffbeständigkeit und Dauerfestigkeit der Befestigungselemente."
voestalpine gefragter Zulieferer für E-Autos
Dieser effektive Einsatz modernster Technologien und das ständig verbesserte Know-how ist für voestalpine-Unternehmen selbstverständlich. So bauen sie ihre Positionen in den Lieferketten der OEMs weltweit aus.
"voestalpine Rotec ist seit Jahrzehnten zuverlässiger Zulieferer hochqualitativer Fahrzeugkomponenten. Das gilt für E-Baureihen wie für Antriebskonzepte mit Verbrennungsmotoren. Daher sind Produkte von voestalpine Rotec auch weltweit in den Elektro-Modellreihen namhafter Hersteller zu finden."
Für die Lenkung von Elektroautos liefert beispielsweise die voestalpine Rotec GmbH & Co. KG von ihrem deutschen Standort Sülzfeld so genannte Führungskästen in die USA. Der Standort Annweiler fokussiert u. a. auf die hochpräzise Fertigung von Komponenten für Luftfedersysteme. Druckluftspeicher für das Luftfedersystem eines Elektro-SUV der Premiumklasse werden bereits in Serie an einen englischen Kunden geliefert. Abrollkolben, die für das Federverhalten eines luftgefederten Fahrzeugs verantwortlich sind, kommen auch in chinesischen Stromern zum Einsatz – die Nominierung dieses voestalpine-Standortes für Folgeprojekte ist ein Beleg für seine technologische Meisterschaft. voestalpine unterstreicht damit einmal mehr seine Rolle als Zulieferer für die Elektromobilität.
Volkmar Held