Verfahren zur effizienten Herstellung von maßhaltigen Karosseriebaugruppen (VeHeKa)

Problemlage
Trotz voranschreitender Verbreitung von Kunststoffen sind Stahl und Aluminium mit Abstand die dominierenden Materialen im Karosseriebau. Die ästhetischen Anforderungen an die Karosserie – als Charakterisierungs- bzw. Alleinstellungsmerkmal für den Fahrzeughersteller – haben stetig an Bedeutung zugelegt. Dem Wettbewerb geschuldet müssen die gestiegenen Anforderungen in immer kürzerer Zeit realisiert werden, dabei ist die Kompensation der sog. Rückfederung einer der kostentreibenden Faktoren. Restspannungen im Material führen zu Maßabweichungen eines Bauteils nach Entnahme aus dem Umformwerkzeug (Rückfederung). Das Problem besteht sowohl für Karosserieeinzelteile als auch für Karosseriebaugruppen. Bislang existiert keine allgemeingültige Handlungsempfehlung, mit welchen konkreten Maßnahmen die Rückfederung kompensiert werden kann. In der Praxis werden deshalb zahlreiche Schleifen durchlaufen, deren Korrekturmaßnahmen größtenteils auf Erfahrungen beruhen.

Projektziel
Ziel des KMU-innovativ Projekts ist, eine gezielte Abweichung des Einzelteils als Mittel zur Kompensation der Baugruppe zu nutzen. Dieser Ansatz mündet in der Entwicklung eines neuartigen Verfahrens, welches die Werkzeugeinarbeitungszeit verkürzen soll und dadurch eine kosteneffiziente Herstellung maßhaltiger Karosseriebaugruppen in kürzerer Zeit ermöglicht.

Vorgehensweise
Eine Automobilkarosserie besteht aus Baugruppen, sogenannten Zusammenbauten, welche aus Einzelteilen gefügt werden. Der neue Lösungsansatz fußt auf der empirischen Feststellung, dass Baugruppen meist ein zentrales Einzelteil aufweisen, welches aufgrund seiner strukturellen Eigensteifigkeit die Geometrie und die Form- und Maßabweichungen im Zusammenbau maßgeblich bestimmt. Mittels neuartigem, flexibel einstellbaren Nachformwerkzeug sollen durch dieses dominierende Einzelteil die Abweichungen für die gesamte Baugruppe eliminiert werden, statt wie bisher für jedes Bauteil einzeln.

Erwartete Ergebnisse und Anwendungspotential
Diese Abstimmungsmaßnahmen werden mittels Finite-Element-Modellen abgebildet. Damit können die Einflüsse auf den Prozess analysiert und die Effekte systematisch bestimmt werden. Die Anwendung dieses Verfahrens ist nicht auf den Automobilbau beschränkt, in sämtlichen Industriebereichen, in denen Blechteile zu Baugruppen gefügt werden ist ein Einsatz denkbar.

• Hochschule Heilbronn
• Stickel GmbH Blech - Umformtechnik