folgt in Kürze

Um die Abgasemissionsauflagen zu erfüllen, erweitern Automobilhersteller nun ihr Angebot an batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und entwickeln eigens hierfür neue Plattformen. Das Crash-Management von BEVs erweist sich allerdings als ausgesprochen schwierig, weil hier bei einem Zusammenstoß größere Energien aufgrund des höheren Batteriegewichts absorbiert werden müssen.

Damit Fahrzeuginsassen unversehrt bleiben, muss die Batterieeinheit geschützt werden, um Brand oder Explosionen zu verhindern. Dabei sollen die Konstruktionslösungen erschwinglich bleiben, um die Automobilhersteller darin zu unterstützen, möglichst kosteneffiziente und leichte BEVs anzubieten. 

Neben Gewicht, Sicherheit und Kosten geht es aber auch und nicht zuletzt um Nachhaltigkeit. Der Klimawandel und der Umstand, dass künftig von Abgasemissionsmessungen auf Lebenszyklusanalysen (LCA) umgestellt werden könnte, mischen die Karten neu und haben direkte Auswirkungen auf die Materialstrategien für die Rohkarosserie. 

Diese Herausforderungen wurden in einem generischen S-in motion® Engineering-Projekt mit Fokus auf BEVs untersucht. In dieser Session möchten wir vor Augen führen, wie ArcelorMittal Stahlsorten, die sowohl sicher als auch kosteneffizient sind, den OEMs bei der Entwicklung nachhaltiger und leichtgewichtiger BEVs helfen können. 

Eine der Hauptanwendungen zum Schutz der Fahrzeuginsassen und der Batterieeinheit beim seitlichen Pfahlcrash ist die Verstärkung der Schweller. Die S-in motion® Studie hat eine innovative, nachhaltige und erschwingliche Lösung aus MartINsite® Bauteilen hervorgebracht. Damit die Schwellerverstärkung sich sicher verhält, wurden die Bodenversteifungen mit Einsatz von Usibor® 2000 neu konstruiert.

Für den Fall eines Frontalcrashs wurden optimierte Längsträgerlösungen mit lasergeschweißten Platinen aus Ductibor® 1000 oder Fortiform® entwickelt. In diesem Paper besprechen wir das Gewichtseinsparungspotenzial von Fortiform® Stählen, die außerdem die klassenbeste Umformbarkeit beim Kaltumformen bieten. 

Außerdem werfen wir ein Licht auf die pressgehärtete B-Säule. Um die Warmumformung komplexer Konstellation zu vereinfachen, hat man sich für eine innovative Thermoboost® Beschichtung entschieden. Diese Lösung wird dem Bauteillieferanten helfen, kostengünstigere Bauteilen zu liefern und seinen Prozess robuster zu machen

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Die moderne Fertigungstechnik benötigt neben einem hohen Maß an Automatisierbarkeit und Reproduzierbarkeit, insbesondere erhöhter Prozessflexibilität und Funktionsintegration. Bei der Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe muss darüber hinaus stets auf materialgerechte und schädigungsarme Fertigungsprozesse geachtet 

werden.Mit einem gepulsten Laser lassen sich sowohl duroplastische als auch thermoplastische, faserverstärkte Kunststoffe auf eine Weise vorbehandeln, sodass ein fester Hybridverbund mit einer Metallschicht durch Thermisches Spritzen entsteht. Die Zielfunktion, bspw. elektromagnetische Abschirmung, thermische Leitfähigkeit oder Verschleißschutz entscheidet darüber, welches Material auf das FKV-Substrat appliziert wird. Der thermische Spritzprozess wird so eingestellt, dass das FKV keine thermische Schädigung erfährt. Das Metall verankert sich mit der Laserstruktur und schrumpft auf diese auf. So werden die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten der beiden artfremden Materialien kompensiert. Bei der Beschichtung eines CFK mit Kupfer wurden Verbundfestigkeiten über 18 MPa erzielt. Unter Biegebeanspruchung wurde interlaminares Versagen beobachtet ohne relevante Beeinträchtigung der Beschichtung. Auf Basis dieser Beschichtung konnte erstmals eine stoffschlüssige Lötverbindung des metallisierten FKV zu einem Stahlrohr mit Haftfestigkeiten von 15,5 MPa realisiert werden. Die Fügezone blieb nach Alterung (DIN EN ISO 9227) ohne Korrosionseffekte.