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DForschung im Dienst der Sicherheit
ie Salzgitter AG entwickelt und optimiert zweimal im Jahr mit den Fahrzeugkonstrukteuren regelmäßig höherfeste Stahlsorten für den der Hersteller. Neue, optimierte Stahlwerkstoffe Automobilbau, die Bauteile mit geringerer der SZFG werden dann vorgestellt, deren Potenzial
Blechdicke, aber gleicher oder gar höherer Festig- bewertet und Freigabeprozesse verabredet, sodass
keit ermöglichen. Dadurch können Karosserie- bereiche steifer und somit sicherer konstruiert
werden. Speziell Mehrphasenstähle nehmen
bei höchster Festigkeit dank ihrer plastischen Dehnbarkeit sehr viel Energie auf. Sie werden
in zahlreichen Serienfahrzeugen für sicherheitsrelevante Struktur-
bauteile verwendet.
das neue Stahlprodukt bei neuen Fahrzeugen verwendet wird.
Diese Zusammenarbeit ist insbesondere für die sicherheitsrelevante Konstruktion der Lastpfade wichtig, über die ein Fahrzeug bei einer Kollision die Aufprallenergie um die Fahrgastzelle herum- führt und Bauteil um Bauteil abbaut. Diese Karos- serieelemente werden aus verschiedenen Stahlsor- ten gefertigt, die für die Sicherheit entsprechend relevant sind. Insgesamt dürften in jedem Auto bis zu 100 Stahlsorten zu finden sein. Die exakte Zahl ist schwer zu ermitteln, da insbesondere im Inte- rieur viele verschiedene Stähle verwendet werden, die den unterschiedlichen Anforderungen von
günstig bis speziell gerecht werden.
Auch im Fahrwerk sind Stahlsorten von
hoher Festigkeit verbaut, da es perma- nent hohen Belastungen ausgesetzt
ist. Die Bleche der Fahrzeug- außenhaut dagegen sind für die Sicherheit von untergeordneter
Bedeutung. Deren wichtigstes Qualitätskriterium ist die Ober-
flächenbeschaffenheit – der Stahl muss gut lackierbar sein und den
Lack später makellos glänzen lassen. Einzige bekannte Ausnahme bildet die
Motorhaube: Um bei einem Unfall Fuß- gänger so weit wie möglich zu schonen, muss sie
einerseits nachgeben, darf aber andererseits nicht auf den darunterliegenden Motor durchschlagen. Deshalb wird die Haube mit einem innenliegen- den Versteifungsblech kombiniert.
Damit die Konstrukteure alle Eigenschaften der verschiedenen Stähle kennen, werden sie in einem sogenannten Lastenheft aufgeführt. Besonders wichtig ist die digitale Dokumentation des Mate- rials. „Jede Sorte des Werkstoffs Stahl muss virtuell darstellbar und als virtueller Zwilling vorhanden sein“, erklärt Ansgar Geffert, Abteilungsleiter Engineering und Simulation bei der Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH. Seine Abteilung bildet die physikalischen Größen jeder Stahlsorte in Daten ab und fasst sie in sogenannten Material- karten zusammen. Damit können die Fahrzeug- entwickler ihre Konstruktionen in Simulationen
berechnen und erproben. Für die Forscher der SZMF ist die digitale Dokumentation ein
enorm wichtiger Bestand- teil ihrer Arbeit, bei der sie ebenfalls Fortschritte
verzeichnen können. „Es gelingt uns immer besser, die Sorten virtuell abzubil-
den“, sagt Ansgar Geffert.
Die Verarbeitung unterschiedlich fester Stähle am Beispiel einer Mercedes M-Klasse:
Mehr als 62 % aller Bleche der Rohkarosserie be- stehen aus hochfesten Stahllegierungen
Maßgeblich
zuständig für
die Entwick-
lung neuer Stähle ist die Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH (SZMF). Doch nicht nur neue Stahlprodukte, sondern auch Beschichtungen, Fügetechniken und Produktionsprozesse entwi- ckelt die SZMF weiter.
Auf die Frage, wie oft neue Stahlsorten für
den Automobilbau verfügbar werden, antwortet Michael Braun, Hauptabteilungsleiter Anwen- dungstechnik der SZMF: „Ich will es mal so sagen: Für zukünftige Neufahrzeuge bieten wir den Kon- strukteuren der Hersteller neue Stahlsorten an.“
Michael Braun spricht von einer Schublade, aus der sich die Fahrzeugentwickler bedienen können und die auch von der Salzgitter AG mit Stahlprodukten befüllt wird. Die Automobilhersteller kommen
dabei nicht umhin, das
Angebot neuer Stähle vor
jeder Fahrzeugentwick-
lung zu prüfen. In der
Regel trifft sich das
Team, bestehend
aus Salzgitter
Flachstahl
(SZFG) und
SZMF, ein- bis
Eine der von Salzgitter Flachstahl für den Automobilbau entwickelte Markenfamilie trägt den Namen xpand®.
Die xpand®-Stähle bieten optimiertes Umform- verhalten, besonders im Kantenbereich eines entstehenden Bauteils
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Foto: SZAG Foto: © Daimler AG