Fortschritte auf dem Weg zum Leichtbau-Auto

Innenhochdruck-Umformen von Magnesiumblechen

Die Bayerische Forschungsstiftung fördert an der Universität Erlangen-Nürnberg ein weiteres Mal ein Projekt zum Fahrzeug-Leichtbau am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie von Prof. Dr.-Ing Manfred Geiger. Innerhalb von zwei Jahren plant Dipl.-Ing. Joachim Hecht, Grundlagen für das Umformen von Magnesiumblechen zu erarbeiten, die inzwischen in geeigneter Qualität verfügbar sind. Für die Unternehmen, die am Projektverbund beteiligt sind, kann ein entscheidender Vorteil im Wettbewerb entstehen.

Immer sicherer und komfortabler sollen Automobile sein; zugleich wird eine geringe Fahrzeugmasse angestrebt, um den Energieverbrauch niedrig zu halten. Für den Entwurf neuer Kraftfahrzeuge bedeutet dies scheinbar widersprüchliche Vorgaben. Der Widerspruch ist aufzulösen, wenn moderne Karosseriekonzepte den Fahrzeugleichtbau einbeziehen, der auf dem Einsatz von Werkstoffen mit hoher spezifischer Festigkeit basiert.

Im Projektverbund „Leichtbau mit neuen Werkstoffen, Verfahren, Fügetechniken und Berechnungsverfahren für den Großserienbau“ hatte die Bayerische Forschungsstiftung (BFS) bereits ein zweijähriges Projekt am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie gefördert, das schwerpunktmäßig die Umformung von Blechen aus Aluminiumlegierungen untersuchte. Bei erhöhter Temperatur konnten dabei auch Magnesiumbleche umgeformt werden. Damit war nachgewiesen, dass dieses Material prinzipiell für wirkmedienbasierte Umformverfahren geeignet ist.

Die bislang am Markt erhältlichen Magnesiumbleche konnten die hohen industriellen Ansprüche an Reinheit, Oberflächengüte und Umformver-mögen nicht erfüllen. Mittlerweile sind die anlagentechnischen Voraussetzungen für die Herstellung hochwertiger MagnesiumFeinbleche geschaffen. Im neuen BFS-geförderten Projekt „Innenhochdruck-Umformen von Magnesiumblechen“ soll nun die umformtechnische Herstellung von Leichtbau-Strukturbauteilen aus Magnesiumblech zu seriennaher Qualität herangeführt werden.

In Form gebracht werden die Bleche mit Formwerkzeugen und einem flüssigen Medium, wie beispielsweise Öl. Über dieses Wirkmedium wird ein Druck ausgeübt, der zu einer Ausformung der Bleche entsprechend der Werkzeugform führt. Da Magnesium im Vergleich zu Stahl und Aluminium eine geringere Kaltumformbarkeit aufweist, muss die Prozesstemperatur über 200°C liegen. Im Gitteraufbau des Werkstoffes werden dann zusätzliche Gleitsysteme aktiv. In der Praxis kommen daher erweiterte systemtechnische Komponenten zum Einsatz, die eine gezielte Erwärmung von Werkzeug und Wirkmedium ermöglichen. Dieser Fertigungsprozess wird deshalb als Halbwarm-Innenhochdruck-Umformen bezeichnet.

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Manfred Geiger, Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Tel.: 09131 – 85 -27140
Dipl.-Ing. Joachim Hecht, Tel.: 09131 – 85-28285, hecht@lft.uni-erlangen.de