Die mit den wirtschaftlichen und umweltschonenden Automobilkonzepten verbundene Reduzierung des Fahrzeug-Eigengewichts erfordert Einsatz fortschrittlicher Produktionsverfahren und Anwendung neuer Materialien im Automobilbau. In dem vorliegenden Beitrag werden für die Bereiche Karosserie, Fahrwerk und Antrieb aktuelle und künftige Werkstoffe sowie Fertigungsverfahren im Hause BMW vorgestellt. Der Kraftstoffverbrauch ist hierbei von besondererer Bedeutung, da in den nächsten Jahren die Nachfrage nach persönlicher Mobilität bestehen bleibt und gleichzeitig bis 2008 ein Zielflottenverbrauchswert von 140 g CO2/km erfüllt werden muss. Maßnahmen zur primären Massesenkung der Fahrzeuge sind besonders wichtig, da das Gesamtgewicht immer mehr durch den ständig wachsenden Anteil der Fahrzeugausstattung bestimmt wird. Eine wirtschaftlich vertretbare Reduzierung des Fahrzeuggewichts ist jedoch nur mit dem Einsatz neuer Technologien und Werkstoffe möglich. Im Bereich der Karosserie besteht hierbei zwischen der angestrebten Stückzahl, der Bauweise und der Wahl des geeigneten Werkstoffs ein direkter Zusammenhang. Bei Stahl ist der Trend zu höher- und hochfesten Güten erkennbar. Das größte Potenzial derartiger Stahlgüten liegt in dem verbesserten Crashverhalten. Für kleinere Stückzahlen kommt die Spaceframe-Bauweise zum Einsatz, die höhere Kosten insbesondere im Rohbau bedingt. Für diese Bauweise werden Strangpressprofile, gekantete Bleche und tiefgezogene Aluminium-Teile verwendet. Aluminium-Druckguss wird erst bei größeren Stückzahlen eingesetzt. Im Bereich Fahrwerk ist die Auswahl des Werkstoffs und des Fertigungsverfahrens wichtig für die Funktionserhaltung über der Lebensdauer. Bei den radführenden Bauteilen sind Werkstofftrends erkennbar, die die klassischen Guss-, Schmiede- und Schweißwerkstoffe ersetzen. Aluminium findet als Guss- und Schmiedewerkstoff breitflächige Anwendung. Magnesium wird serienmäßig im Innenbereich eingesetzt. Im Antriebsbereich wird die Wahl von Werkstoff und Verfahren bauteilspezifisch entschieden. In den vergangenen zwanzig Jahren sind oft die Eisenwerkstoffe durch Aluminium ersetzt worden, die im Druckguss oder auch im Kokillenguss hergestellt werden. Der Nachteil bei diesen Verfahren sind die hohen Werkzeugkosten. Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung können im Antriebsbereich auch durch konstruktiven sowie konzeptionellen Leichtbau realisiert werden. Ein Beispiel hierfür ist die innenhochdruckumgeformte Nockenwelle mit Einsparungen bis zu 50 % Gewicht pro Welle.
Metallische Leichtbauwerkstoffe und Fertigungstechnologien im Automobilbau
Metallic lightweight materials and manufacturing technologies in automotive engineering
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 104 , 3 ; 268-275
2002
8 Seiten, 6 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Leichtbauweise , Automobilbau , Werkstofftechnik , Pkw (Personenkraftwagen) , Karosserie , Fahrwerk (Fahrzeug) , Fahrzeugantrieb , Kraftstoffverbrauch , Kraftstoffeinsparung , Kohlendioxid , Werkstoffwahl , Trend (Entwicklung) , technische Entwicklung , hochfester Stahl , Gewichtseinsparung , Aluminium , Aluminiumlegierung , Magnesium , Titan , Fertigungsverfahren
Metallische Leichtbauwerkstoffe und Fertigungstechnologien im Automobilbau
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