Diskutiert wird neben dem Innenhochdruckumformen von Doppelplatinen die Herstellung eines innenhochdruckumgeformten Längsträgers aus einem konischen Stahlprofil. Hintergrund der Diskussion ist das bei ThyssenKrupp Stahl entwickelte neue Karosserie-Konzept mit erheblichem Leichtbaupotenzial, NewSteelBody (NSB). Durch die Kombination von innovativer Profilbauweise und herkömmlicher Schalenbauweise ist unter Großserienbedingungen eine Gewichtseinsparung von 24 % (77 kg) im Vergleich zur Referenzstruktur darstellbar. Vorrangiges Ziel des NSB-Projektes war die Konzeption und Konstruktion einer Karosserie mit einer definierten Strukturperformance bei minimalem Materialeinsatz und flexibler, skalierbarer Karosseriegeometrie. Angestrebt wurde dabei eine Bauweise, die es erlaubt, eine anforderungsgerechte Technologiekombination für ein intelligentes Zusammenspiel von innovativer Profilbauweise mit zum Teil hochkomplexen Hohlprofilen und konventioneller Schalenbauweise zu ermöglichen. Für die Bereitstellung der Halbzeuge steht u.a. das neu entwickelte Einrollverfahren zur Verfügung. Bei der alternativen Einrolltechnik ist das Profilformen und das Längsnahtschweißen in einer Anlage vereinigt worden. Im Rahmen des NSB-Projektes wurde ein IHU-Längsträger entwickelt, dessen Fertigung von einem konischen Halbzeug ausgeht. Das konische Halbzeug ermöglicht eine Erweiterung der Materialnutzung, Verringerung des Verschnitts, bessere Struktureigenschaften von geschlossenen Profilen mit linienförmiger Fügeverbindung und geringere Werkzeugkosten bei sehr hoher Bauteilgenauigkeit. Eine besondere Bedeutung kommt der Simulation des gesamten Umformprozesses zu. Hierbei kann die gesamte Prozesskette, von der Rohrherstellung, über das Biegen und Vorformen, bis hin zum eigentlichen IHU-Prozess, abgebildet werden. Neben den wesentlichen Eingangsparametern wie Werkstoffdaten, Reibwert, Halbzeug- und Werkzeuggeometrie, können die Parameter für den Umformprozess wie Axialkraft- und Innendruckverlauf für ein versagensfreies Bauteil relativ einfach variiert und bestimmt werden.
Innenhochdruckumformen von konischen Stahlprofilen im Rahmen des NSB-Projekts
2003
18 Seiten, 20 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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