Neue Prozesskette zum vertikalen Presshärten von hochfesten Stählen (VertPress)

Problemstellung
Zur Verminderung der CO2-Emission von Kraftfahrzeugen werden Leichtbauteile aus hochfesten Stählen genutzt. Bislang ermöglicht das sogenannte Presshärten dabei die Herstellung von Bauteilen aus hochfesten Stählen mit geringem Gewicht. Da die Blechdicken für diese Teile künftig jedoch kleiner als 0,8 mm sind, kommen die bestehenden Prozessketten zum Presshärten in horizontaler Lage an ihre physikalischen Grenzen und können nicht eingesetzt werden. Bei diesem energieintensiven Verfahren der Warmumformung von Blechen wird ein Blech auf eine Temperatur von ca. 950°C erwärmt und während der Formgebung abgekühlt. Somit besteht auch enormes Energieeinsparpotenzial, das durch eine Verfahrenssubstitution erreicht werden kann. Bei vertikaler Bauteillage können zukünftig dünnere und leichtere Bauteile durch Presshärten hergestellt und somit die CO2 – Emission vermindert werden.

Projektziel
Ziel des Forschungsprojektes VertPress ist die Entwicklung und Erprobung einer neuen Prozesskette für das vertikale Presshärten. Mit dieser Prozesskette soll eine Verringerung der Blechdicke möglich und die Steigerung der Energieeffizienz bei Verwendung von konventionellen Blechdicken erreicht werden.

Vorgehensweise
Die Stahlbleche werden dazu nicht im horizontalen, sondern im vertikalen Zustand erwärmt, transportiert und umgeformt. Dazu müssen die relevanten Komponenten, wie die Erwärmungseinrichtung für Stahlbleche, der vertikale Blechtransport und eine liegende Umformpresse, entwickelt werden. Die Erwärmungseinrichtung wird direkt oberhalb der Umformpresse installiert. Der vertikale Blechtransport verbindet die Erwärmungseinrichtung mit der Umformpresse und reduziert somit den Abstand zwischen den beiden. Diese Anordnung der Komponenten und die Nutzung der Erdbeschleuniung ermöglichen kürzere Transferzeiten zwischen Erwärmungseinrichtung und Umformpresse gegenüber konventionellen Prozessketten. Für die Realisierung und Überprüfung der neuen Prozesskette wird eine Demonstratoranlage entwickelt und aufgebaut.

Anwendungspotential und zu erwartende Ergebnisse
Die entwickelte Prozesskette wird für Zulieferbetriebe im Automobilsektor von hohem Interesse sein, da sie gegenüber konventionellen Prozessketten mit dünneren Blechdicken arbeiten kann und in der Produktionsstätte weniger Grundfläche benötigt. Für die Zukunft ist ein steigender Bedarf an Leichtbaukomponenten prognostiziert, was den Bedarf an wirtschaftlichen Produktionsanlagen erhöht. Weiterhin ist eine Ausweitung des Einsatzgebietes auf den Nutzfahrzeugbereich bzw. bei Verwendung von Aluminium und Titanwerkstoffen auch in der Luftfahrtbranche denkbar.

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