Strukturierte Bleche im PKW-Bereich


Studienarbeit, 2011
52 Seiten, Note: 1,3

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Karosserieleichtbau im Bereich der PKW
2.1 Bauweisen
2.1.1 Schalenbauweise
2.1.2 Mischbauweise
2.1.3 Space Frame
2.1.4 Monocoque
2.2 Werkstoffe
2.2.1 Aluminium
2.2.2 Faserverstärkte Kunststoffe (FVK)
2.2.3 Magnesium
2.2.4 Metallschaum
2.2.5 Stahl
2.3 Trends
2.3.1 Tailored Blanks / Patchwork Blanks
2.3.2 Hybridbauweise
2.3.3 Sandwichwerkstoffe
2.3.4 Kleben
2.3.5 Flow Drill Screw - Verschraubung

3 Strukturierte Bleche
3.1 Beulstrukturblech
3.2 Höckerblech
3.3 Kugelstrukturblech
3.4 Walzstrukturblech

4 Integration strukturierter Bleche im PKW
4.1 Motorhaube
4.2 Hitzeschutzblech
4.3 Kofferraumboden

5 Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Übersicht der PKW Aufbauformen

Abbildung 2: Selbsttragende Schalenbauweise

Abbildung 3: Karosserie des Mercedes SL in Mischbauweise

Abbildung 4: Aluminium Space Frame des Audi A8

Abbildung 5: Lamborghini Aventador mit Monocoque

Abbildung 6: Aluminiumbaugruppen des Audi R8

Abbildung 7: Auslegung einer Leichtbau-Bodengruppe mit FVK

Abbildung 8: Pulvermetallurgische Herstellung von Metallschaum

Abbildung 9: Ausgeschäumter Stoßfänger

Abbildung 10: Pulvermetallurgische Herstellung von Metallschaum

Abbildung 11: Längsträger Vergleich DP-W 600 und TPN-W 780

Abbildung 12: Aktuelle Einflüsse auf den Leichtbau im Automobilbereich

Abbildung 13: Anwendungen für Tailored Blanks und Patchwork Blanks

Abbildung 14: Dachquerträger des Porsche Cayenne mit Kennwerten

Abbildung 15: Variostruct Querträger mit Kennwerten

Abbildung 16: Aluminium Foam Sandwich / Stahl-Polymer Sandwich

Abbildung 17: Vorgehensweise bei der FDS-Verschraubung

Abbildung 18: Klassifizierung strukturierter Bleche

Abbildung 19: Mögliche Effekte durch Nebenformelemente im Blech

Abbildung 20: Wölbstrukturiertes Blech und Herstellungsverfahren

Abbildung 21: Rückwand SLK, Sportpalast, Waschtrommel, Hexalleuchte

Abbildung 22: Bodenblech und Kennwerte für die Durchbiegung unter Belastung

Abbildung 23: Innenhochdruckumformen

Abbildung 24: Borit - Höckerblech und - Wabenplatte

Abbildung 25: Vorrichtung zur Kugelstrukturierung

Abbildung 26: Verfahren der Walzstrukturierung, NOPAL Bleche, Hitzeblech

Abbildung 27: Motorhauben des Opel Zafira B-Modell und Mercedes Benz SL

Abbildung 28: Rimic Hitzeschutzblech

Abbildung 29: Rohkarosserie des Mercedes Benz SL

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Eigenschaften von Glasfaser und Kohlenstofffaser

Tabelle 2: Eigenschaften von Magnesiumlegierungen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Strukturierte Bleche eignen sich aufgrund ihrer hohen Stabilität als Material für den Leichtbau. Die hohe Festigkeit ermöglicht es Bauteile dünnwandiger zu gestalten und somit Gewicht zu reduzieren. Kern dieser Arbeit soll die Ermittlung des Potenzials von strukturierten Blechen für den automobilen Leichtbau sein. Um einen möglichst umfassenden Überblick zu schaffen, wird zuerst der Karosserieleichtbau im Allgemeinen betrachtet. Insbesondere die aktuellen Karosseriebauweisen und deren Einfluss auf den Leichtbau spielen dabei eine tragende Rolle. Durch den Einsatz moderner Werkstoffe haben sich die Karosseriebauformen weiterentwickelt und neue Ansätze, wie das Aluminium Space Frame Konzept, sind entstanden. Der Einbezug der verwendeten Materialien im Karosseriebau bildet daher eine Grundlage zum Verständnis der Zusammenhänge im Leichtbau. Neben den bekannten Techniken im Karosseriebau werden durch Innovationen immer wieder neue Impulse zur Verbesserung von Material, Fertigung und Konstruktion gesetzt. Daher folgt zum Abschluss des Karosserieleichtbaus eine Betrachtung aktueller Trends und Forschungsergebnisse im Bereich Automotive. Da der Schwerpunkt die Analyse des Einsatzpotenzials von strukturierten Halbzeugen ist, wird anschließend eine Vorstellung der aussichtsreichsten Bleche für den Gebrauch im Personenkraftwagen durchgeführt. Von besonderem Interesse sind hierbei die Effekte, welche sich durch einen Einsatz erzielen lassen. Die Wirkung der Eigenschaften des Halbzeugs ist für die spätere Implementierung in ein Bauteil von Bedeutung. Im 3. Abschnitt folgt die Prognose für die gezielte Integration von strukturierten Blechen in Bauteile oder Bauteilgruppen. Um möglichst aussagekräftige Anreize zu bieten, werden unter anderen konkrete Beispiele für Anwendungsfelder definiert. Dabei wird auf reale Umsetzungen aus der Automobilindustrie eingegangen. Zum Abschluss wird mittels Abwägung von Nutzen und Aufwand ein Urteil über die wirtschaftliche Einsatzfähigkeit von strukturierten Blechen gefällt.

2 Karosserieleichtbau im Bereich der PKW

Die Forderung nach einer Hülle, welche Insassen wirksam vor den Einflüssen des Wetters schützt, bestand schon bei von Pferden gezogenen Kutschen. Diese handgefertigten Aufbauten sind mit als Ursprung des Karosseriebaus zu sehen. Jedoch haben sich die Ansprüche an eine Karosserie mit der Weiterentwicklung über die Motorkutsche zu Motorwagen und PKW erheblich gesteigert. Durch die Realisierung längerer Wegstrecken stieg bspw. der Anspruch an den Reisekomfort. Es wurde versucht störende Einflüsse, die durch den Fahrbahnuntergrund, den Verbrennungsmotor und die Straßengeräusche verursacht wurden; zu unterdrücken. Gegen Mitte des 20. Jahrhunderts entstand die Erkenntnis, dass die Karosserie eine positive Wirkung auf die Sicherheit der Insassen haben kann. Zu dieser Zeit wurde auch der direkte Zusammenhang zwischen Aerodynamik und dem Verbrauch der Fahrzeuge erstmals in Betracht gezogen. Die Karosserie wurde damals noch separat gefertigt und galt lediglich als Aufbau für die Grundkonstruktion. Heutige Karosserien sind vollintegrierte Systeme, die in großem Maße Einfluss auf die Entwicklung eines neuen Fahrzeugs haben (Lang 2011, S. 13-14). Der Leichtbaugedanke wurde erstmals im Motorsport aufgegriffen. Dort ist das Leistungsgewicht, welches das Verhältnis aus Masse zur Motorleistung beschreibt, eine entscheidende Größe für den Erfolg eines Rennwagens. Ziel der Entwickler ist es, durch ein niedrigeres Leistungsgewicht eine möglichst große Beschleunigung zu realisieren. Im Straßenverkehr dient eine Verringerung des Gewichts in erster Linie der Senkung des Kraftstoffverbrauchs. Aufgrund der Ressourcenknappheit und der unsicheren Energieversorgung von Automobilen in der Zukunft, ist ein geringer Verbrauch zum K.O.-Kriterium bei der Wahl des PKWs durch den Kunden geworden. Zusätzlich haben die gesetzlichen Bestimmungen über den Grenzwert für CO2 - Emissionen wesentlichen Einfluss auf die Weiterentwicklung des automobilen Leichtbaus. Aktuell ist die Ressourcenknappheit bei den Konstruktionswerkstoffen als wichtiger Faktor für Innovationen im Leichtbau zu nennen. Gewichtseinsparungen werden vermehrt durch alternative Materialien sowie durch effizientere Bauweisen realisiert (Kurek 2011, S. 25-26).

2.1 Bauweisen

Die Karosserie dient in erster Linie als Plattform für alle zu verbauenden Baugruppen. Sie enthält die Aufnahmen für Motor, Antriebsstrang, Fahrwerk und sämtliche Anbauteile. Den Insassen dient die Karosserie zusätzlich zum Schutz vor allen ungewünschten, äußeren Einflüssen. Aktuelle Bauweisen sind in Abbildung 1 zu sehen. Basierend auf der Fahrgastzelle ist die Konstruktion zweckmäßig wie ein Hohlkörper aufgebaut. Dieser muss in der Lage sein, den auf ihn einwirkenden Kräften und Drehmomenten entgegen zu wirken. In diesem Zusammenhang ist die Biegesteifigkeit als wichtige Kenngröße zu nennen. Sie gibt Auskunft über die Fähigkeit der Konstruktion, Torsion und Verwindung zu widerstehen. Aufgrund der konstanten Krafteinwirkung während des Betriebs eines PKWs, muss dieser eine ausreichend hohe „Steife“ besitzen. Zum einen ist die statische Steifigkeit zu nennen. Hierbei handelt es sich um die erforderliche Kraft, die Längsachse des Fahrzeugs um 1° zu verbiegen. Bei gewöhnlichen Kraftfahrzeugen kann der Wert der statischen Steifigkeit bis zu 50.000 Nm/rad betragen. Zum anderen besitzt jede Karosserie eine dynamische Steifigkeit.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Übersicht der PKW Aufbauformen

(Quelle: Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski 2009, S. 128)

Der Motor und das Fahrwerk eines Fahrzeugs verursachen Schwingungen, die im Bereich von 1,5 Hz liegen. Schwingt die Tragstruktur des PKW mit einer ähnlich niedrigen Eigenfrequenz, kann es zum Aufschaukeln kommen und die Schwingung wird als Bewegung spürbar. Um diesem Effekt vorzubeugen, werden Karosserien mit möglichst hohen Eigenfrequenzen entwickelt. Diese dämpfen die Schwingungen ab und steigern dadurch den Fahrkomfort. Bei Limousinen liegt die Eigenfrequenz bei ca. 50 Hz. Die Weiterentwicklung von Karosseriebauweisen trägt dazu bei den Wert der Steifigkeit zu erhöhen. Damit soll ein besseres Fahrverhalten und gleichzeitig einen hoher Komfort gewährleistet werden. Durch den Einsatz von Leichtbautechnologie entstehen besondere Herausforderungen während der Entwicklung neuer Bauweisen. Die Erhaltung der nötigen Steifigkeit bei geringerer Masse aber gleichem Fahrverhalten und Komfort ist als eine zu nennen (Lang 2011, S. 15-16).

2.1.1 Schalenbauweise

Bei dieser Art der Bauweise bilden Antrieb, Fahrwerk und Karosserie eine gemeinsame Struktur. Der Rahmen wird dabei so konstruiert, dass sich die Konstruktion selbst trägt und die Aufnahmepunkte für die Komponenten schon integriert sind. Durch die Einbindung zusätzlicher Funktionen können weitere Bauteile vermieden werden. Das führt zu einer Reduzierung des Gesamtgewichts. Abbildung 2 zeigt eine Rohkarosserie in Schalenbauweise (Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski 2009, S. 128-129).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Selbsttragende Schalenbauweise

(Quelle: Pinder 2011)

Neben der Funktionsintegration werden bei der Schalenbauweise ebenfalls Bauteile für mehrere Fahrzeugvarianten geplant. Ziel ist es, die Kosten für die Entwicklung der Komponenten durch einen modellübergreifenden Einsatz zu minimieren. Die weitreichendste Form dieser Bauweise ist die Plattform. Basierend auf einer Grundstruktur von Karosserieelementen können hierbei individuelle Fahrzeuge gebaut werden. Das Fertigen einer Karosserie in der Schalenbauweise stellt hohe Anforderungen an die Fügetechnik, da erst durch geeignete Fügeverfahren aus den einzelnen Komponenten eine tragende Struktur entsteht. In der Regel werden zum Fügen Schweißen, Nieten und Kleben als Techniken genutzt. Aufgrund der kostengünstigen Fertigung und des modellübergreifenden Einsatzes von Komponenten ist die Schalenbauweise die am weitesten verbreitete Karosserieform (Friedrich et. al. 2008, S. 312-313).

2.1.2 Mischbauweise

Die Mischbauweise ist unter dem Begriff Multi-Material-Bauweise bekannt. Wie der Name sagt, werden bei der Konstruktion der Bauteile mehrere Materialien genutzt. Ziel der Werkstoffkombination ist es, die positiven Merkmale jedes verwendeten Werkstoffs in eine Komponente mit einfließen zu lassen. Die Grundlage beim Planen eines Bauteils bildet immer die Fragestellung: Welches ist das richtige Material für die umzusetzende Anforderung? Der Material-Mix kann positive Wirkungen auf Festigkeit, Steifigkeit sowie auf das Gewicht der Karosserie haben. Allerdings ergeben sich einige Nachteile durch unterschiedliche Konstruktionswerkstoffe. Es entstehen zusätzliche Kosten in der Beschaffung, der Materialforschung sowie beim Recycling der Fahrzeuge. Neben diesen Kostenfaktoren ist die Fügetechnik bei der Nutzung mehrerer Materialien aufwändiger. Die Karosserie des neuen Mercedes SL wurde in Mischbauweise gefertigt. Die Rohkarosserie mit den unterschiedlichen Bauteilgruppen ist in Abbildung 3 dargestellt (Wallentowitz/Freialdenhoven/Olschewski 2009, S. 131).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Karosserie des Mercedes SL in Mischbauweise

(Quelle: Autohaus 2011)

Beispiele für die Umsetzung einer Mischbauweise sind Schaumwerkstoffe und Kunststoffstrukturen zur Verstärkung von Bauteilen. Durch das Ausschäumen von Hohlprofilen kann die Festigkeit und Steifigkeit dieser Profile erhöht werden. Weiterhin kann deren Gewicht bei gleicher Festigkeit und Steifigkeit gesenkt werden. Die Kunststoffstrukturen werden meist an besonders beanspruchten Stellen in die Bauteile eingebracht. Durch die lokale Verwendung wird die Stabilität ausschließlich an der gewünschten Stelle, ohne das Gewicht unnötig zu steigern, erhöht. Eine innovative Lösung ist die Beplankung von Komponenten mit Faserverbundkunststoffen. Jedoch zielt diese Mischbauweise eher auf eine erhöhte Lebensdauer und Korrosionsschutz ab. Wird eine Fertigung in Mischbauweise in Betracht gezogen, sollte detailliert zwischen Aufwand durch Kosten der Fügeverfahren und Nutzen durch bessere Bauteileigenschaften abgewogen werden (Friedrich et. al. 2008, S. 313-314).

2.1.3 Space Frame

Das durch Audi entwickelte Space Frame Konzept basiert auf drei Arten von Bauteilen. Zur Fertigung der Karosserie werden Strangpressprofile, Gussteile und Bleche eingesetzt. Die Grundlage wird durch die Profile gebildet, welche einen Sicherheitskäfig um die Fahrgastzelle bilden. An den Enden der Strangpressprofile dienen die Gussteile als Verbindungselemente. Das Grundgerüst wird letztendlich mit Blechen beplankt. In Abbildung 4 zeigt die Rahmenstruktur eines Space Frame.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Aluminium Space Frame des Audi A8

(Quelle: KUES-Magazin 2011)

Die entstandene, tragende Struktur bietet die Voraussetzung für Anbauteile in der Modulbauweise. Eine Besonderheit dieses Konzepts ist die Konstruktion aller einzelnen Bauteile als tragendes Element. Selbst Flächenteile werden tragend ausgelegt, sodass die Steifigkeit und Festigkeit der Gesamtkonstruktion steigt bzw. Gewicht eingespart wird. Generell ist eine hohe Integration von zusätzlichen Funktionen die Regel. Aufgrund der Gestaltung der Karosserie aus zahlreichen Einzelelementen können diese je nach Anforderung ideal angepasst werden. Eine grundlegende Veränderung der Konstruktion ist nicht nötig. Diese Art der Bauweise führt somit zwar zu erheblichem Mehraufwand in der Entwicklung und der Fertigung der Baugruppen, allerdings ergeben sich in Verbindung mit den richtigen Werkstoffen hohe Einsparpotenziale beim Gewicht (Wallentowitz/Freialdenhoven/ Olschewski 2009, S. 131).

2.1.4 Monocoque

Unter Monocoque ist eine Sonderform der Schalenbauweise, in der die Fahrgastzelle aus einer einzigen Schale geformt ist, zu verstehen. Alle auftretenden Kräfte wirken daher ausschließlich auf die Außenhaut der Schale. Sie zeichnet sich durch eine besonders hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht aus. Die Steifigkeit ist zum Teil baulich bedingt, jedoch haben die bevorzugt verwendeten Faserverbundkunststoffe auch erheblichen Einfluss auf diese Eigenschaft. Zudem kann erst durch die Fasermaterialien eine optimale Gewichtsreduzierung erzielt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Lamborghini Aventador mit Monocoque

(Quelle: Carbodydesign 2011a)

Monocoques schöpfen demnach erst durch das effiziente Zusammenspiel von Konzept- und Werkstoffleichtbau einen Großteil ihres Potenzials aus (Wallentowitz/ Freialdenhoven/Olschewski 2009, S. 132). Bisher wird diese Art der Bauweise vorwiegend im Rennsport sowie in Luxussportwagen genutzt, da diese sehr kostenintensiv ist. Die hohen Werkstoffkosten, das aufwändige Fertigungsverfahren sowie die Anpassung von bestehenden Komponenten an die neuartige Bauweise lassen maximal eine Fertigung in Kleinserie zu. Beispiele für in Kleinserie gefertigte Luxussportwagen mit einem Monocoque sind der McLaren SLR, der Bugatti Veyron sowie der in Abbildung 5 abgebildete Lamborghini Aventador (Friedrich et. al. 2008, S. 311).

2.2 Werkstoffe

Die knapper werdenden natürlichen Ressourcen und der daraus resultierende Preisanstieg für Rohstoffe fordern in den kommenden Jahren eine erhebliche Steigerung der Materialeffizienz. Ein notwendiger Schritt auf diesem Weg ist die Etablierung von Leichtbauwerkstoffen. Durch neue Materialien und deren Kombination ergeben sich Potenziale zur Einsparung von herkömmlichen Rohstoffen sowie zur Gewichtsreduktion der Gesamtkonstruktion. Als Beispiele aus der Anwendung sind Faserverbundwerkstoffe sowie Multimaterialsysteme zu nennen. Die aktuellen Trends im Stoffleichtbau sind meist etablierte Technologien aus der Luft- und Raumfahrt. Im Flugzeugbau gilt seit jeher ein besonderes Augenmerk auf Gewichts- und Energieersparnis. Diese Innovationen kann der Automotive-Bereich nun für sich nutzen (Kress 2011, S. 64). Neben den neuen Technologien kommt der Wandel im Karosseriebau den neuen Werkstoffen zugute. Es werden immer mehr Varianten eines Fahrzeugs gefertigt und eine Vielzahl von Nischenmodellen ist aktuell auf dem Automobilmarkt zu finden. Das hat zur Folge, dass eine geringere Stückzahl pro Karosserie gefertigt wird. Dadurch werden die neuen Werkstoffe konkurrenzfähiger im Vergleich zu den Herkömmlichen. Die Wirkung wird beim Vergleich von Stahl und faserverstärkten Kunststoffen deutlich. Beim Stahl ist zwar das Material günstig, jedoch die Form sehr teuer. Im Gegensatz dazu ist FVK sehr teuer, aber die Formgebung ist relativ günstig. Der Kostenvorteil von Stahl relativiert sich also mit sinkender Stückzahl aufgrund der hohen Fixkosten. Der Einsatz innovativer Werkstoffe rentiert sich unter diesen Voraussetzungen demnach schon heutzutage. Durch die Weiterentwicklung der Herstellungs- und Fertigungsverfahren kann den Anforderungen der Zukunft mit effizienten Werkstoffkonzepten begegnet werden (Rosenow 2011, S. 354).

2.2.1 Aluminium

Nach der Entwicklung eines geeigneten Herstellungsverfahrens im Jahr 1886 tritt Aluminium erstmals 1899 auf der Internationalen Motorwagenaustellung in einem Fahrzeug in Erscheinung. Ausgehend von diesem Zeitpunkt entwickelt sich die Fahrzeugindustrie zu einem der Hauptabnehmer von Aluminium. Neben der Nutzung für PKW wächst auch im Rennsport die Nachfrage nach dem Leichtmetall. In den 30er Jahren tragen die Mercedes „Silberpfeile“ mit ihren unlackierten Aluminium- Karosserien zur Steigerung des Bekanntheitsgrads des Werkstoffs bei. Ein späteres Modell, der Mercedes 300SL, hatte in den 50er Jahren schon einen Anteil von über 90 kg Aluminium. Das entsprach zehn Prozent des gesamten Fahrzeuggewichts (bbr 09/2000, S. 14-17). Seit dieser Zeit hat der Anteil von Aluminium unter dem Gesichtspunkt der Gewichtsreduzierung im Automobilbau stark zugenommen. Die vielversprechendsten Komponenten mit Einsparpotenzial sind dabei z.B. Karosserieelemente wie Türen, Hauben, Kotflügel und Strukturbauteile wie Trägerprofile und Stoßfänger (Ostermann 2007, S. 31). Die Verwendung von Aluminium als Leichtbauwerkstoff ist für die Werkstoffforschung und Werkstofftechnik mit großem Aufwand verbunden. Die hohe Bedeutung des Leichtbaus fördert jedoch den technologischen Fortschritt in diesem Bereich. Audi hat beispielsweise eigens zur Erforschung des Leichtbaucharakters von Aluminium ein Aluminium- und Leichtbau-Zentrum am Standort Neckarsulm errichtet (Ostermann 2007, S. 40). Der Einsatz von Aluminium im Automobilbau richtet sich stark nach der Größe der zu bauenden Serie. Je nach Seriengröße fallen andere Investitionskosten für die Werkzeuge der zu fertigen Teile an. Blechformteile bedürfen eines hohen Investitionsaufwandes und eignen sich deswegen für die Großserienproduktion, wohingegen Strangpressprofile die geringsten Kosten verursachen und daher für Kleinserien geeignet sind (Ostermann 2007, S. 31). Um eine effektive Nutzung aller Bauteilgruppen in mittleren Seriengrößen sicherzustellen, hat Audi das in Abbildung 6 dargestellte ASF-Konzept (Audi Space Frame) entwickelt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Aluminiumbaugruppen des Audi R8

(Quelle: Carbodydesign 2011b)

Die Konstruktion basiert auf dem Prinzip der Mischbauweise. Es werden hierbei sowohl Strangpressprofile als auch Formgussteile und Blechformteile in der Karosserie verbaut (Ostermann 2007, S. 32). Mit dieser Art der Konstruktion werden Gewichtsvorteile, im Vergleich zu ähnlichen Stahlkonstruktionen, von bis zu vierzig Prozent erzielt. Dies gelingt ebenfalls durch gezielt abgestimmten Fügeverfahren wie Stanznieten oder Laserstrahlschweißen. Die Gewichtszunahme durch das beim Fügen zugeführte Material ist bei ganzheitlichem Leichtbau nicht zu vernachlässigen. Zusammenfassend besteht der größte Vorteil des Verfahrens im gezielten Einsatz des richtigen Bauteils am richtigen Ort. Das soll heißen, dass das Potenzial zur Gewichtseinsparung genau dort ausgeschöpft wird, wo es wirklich benötigt wird (Ostermann 2007, S. 32-35). Die gängigen Legierungen mit Aluminium im Karosseriebau sind AlMg-Legierungen und AlMgSi-Legierungen. Der Einsatz von Magnesium in der Legierung ermöglicht schwierige Umformoperationen, eignet sich jedoch nicht für sichtbare Außenhautteile, da beim Umformen sichtbare Fließfiguren entstehen. AlMgSi-Legierungen finden vornehmlich Anwendung bei der Auslegung von Strangpressprofilen (Ostermann 2007, S. 36). Die Produktion der Bauteile kann in den gleichen Anlagen unter Verwendung der gleichen Prozesse wie bei Stahlwerkstoffen erfolgen. Daraus ergeben sich Kostenvorteile, welche durch komplexe Kompatibilitätsprobleme allerdings wieder kompensiert werden. Die nötigen Anpassungen beziehen sich u.a. auf die empfindliche Oberfläche des Materials, die undefinierbare Oxidschicht und die zusätzlich erforderliche Schmierung. Die Beschichtung des Halbzeugs ist zwar schon etabliert, aber eine Werkzeugbeschichtung zum Schutz dieser ist ebenso wichtig. Durch die Anwendung von Trockenschmierstoffen konnte dem Problem der zusätzlichen Schmierung begegnet werden. Die Gesamtheit der Maßnahmen zur Anpassung führen allerdings zu erheblichen Mehrkosten in der Produktion. Es bedarf der Weiterentwicklung aller Anlagen und Prozesse, um die Nutzung von Aluminium im Karosseriebau wirtschaftlicher zu gestalten (Ostermann 2007, S.39-40).

[...]

Ende der Leseprobe aus 52 Seiten

Details

Titel
Strukturierte Bleche im PKW-Bereich
Hochschule
Brandenburgische Technische Universität Cottbus  (Institut für Werkstoffe und Produktionsforschung )
Note
1,3
Autor
Jahr
2011
Seiten
52
Katalognummer
V191090
ISBN (eBook)
9783656157557
ISBN (Buch)
9783656158004
Dateigröße
2258 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Leichtbau, Strukturierte Bleche, PKW, Automobil, Karosserie
Arbeit zitieren
Felix Ulrich (Autor), 2011, Strukturierte Bleche im PKW-Bereich, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/191090

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