Leichtbau: Autos mit Abspeckpotenzial

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Auch mit massivumgeformten Bauteilen aus Stahl lässt sich im Fahrzeugbau erheblich an Gewicht einsparen. Neueste Entwicklungsergebnisse der Initiative Massiver Leichtbau zeigen, dass sich das Gewicht eines Mittelklassefahrzeugs um 42 Kilogramm reduzieren lässt, wenn modernste Stahlwerkstoff- und Massivumformtechnik zum Einsatz kommt. „Diese Ergebnisse zeigen, über wie viel Innovationskraft die Stahlhersteller und die Massivumformung verfügt“, sagt Dr. Hans-Willi Raedt, Vice President Advanced Engineering der Hirschvogel Automotive Group und Sprecher des Konsortiums. Für die Studie „Leichtbaupotenziale massivumgeformter Komponenten im Pkw“ haben Wissenschaftler der Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen (fka) ein modernes Mittelklassefahrzeug eines deutschen Herstellers demontiert: Im Auftrag der Initiative Massiver Leichtbau dokumentierten sie jedes der rund 3’500 Bauteile in Antriebsstrang, Fahrwerk und weiteren ausgewählten Fahrzeugbereichen. In Workshops mit Experten der Stahlherstellung und Massivumformung wurden Gewichtseinsparpotenziale unter integraler Berücksichtigung von Alternativen in Werkstoffwahl, Fertigungstechnik und Bauteildesign erarbeitet. Zurzeit werden die bislang entwickelten 400 Ideen für leichtere Lösungen auf ihre Umsetzbarkeit geprüft. Dabei kommen werkstoffliche Vorschläge ebenso auf den Prüfstand wie konstruktive oder konzeptionelle.

Aus Sicht der Massivumformung sind vor allem Bauteile aus Antriebstrang (Einspritzung, Motor, Getriebe, Verteilergetriebe, Antriebswellen) und Fahrwerk für Leichtbauideen geeignet. „Mit der neuesten Stahlwerkstoff- und Massivumformtechnik liegen die Kosten pro Kilogramm Leichtbau sogar unter denen, die für manche neuartige Technologie aufgewendet werden muss. Einige Leichtbaupotenziale versprechen sogar die Kostenneutralität“, erläutert Dipl.-Ing. Frank Wilke, Vice President Technische Kundenberatung der Deutsche Edelstahlwerke GmbH und stellv. Sprecher des Konsortiums. Damit werde dieser Leichtbau sehr breitenwirksam und könne deutlich zur Minderung des Gesamt-CO2-Ausstoßes beitragen.

Um Leichtbauideen zu nutzen, ist es nach Ansicht der Initiative allerdings notwendig, werkstoff- und umformtechnische Potenziale in die frühen Phasen einer System- und Bauteilentwicklung mit einzubeziehen. Hier gebe es bewährte Simultaneous-Engineering-Prozesse, die aber für deutlich mehr Komponenten als derzeit genutzt werden müssten. „Der Einkaufsprozess müsste in früheren Phasen der Entwicklung einsetzen, nämlich dann, wenn Leichtbauvorschläge des Zulieferers aus der Werkstoff oder Fertigungstechnik noch in die Bauteilgestaltung einfließen können“, fordert Dr. Raedt.

„Die Bereiche Antriebstrang und Fahrwerk weisen bezüglich des Leichtbaupotenzials den gleichen Stellenwert auf wie die Karosserie“, so Raedt weiter. Weitere Ergebnisse stellt die Initiative Massiver Leichtbau November 2014 in einer großen Vortragsveranstaltung vor.

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