CP1400HD – Pushing Limits!
Xpert Interview zum Making-of der Stahlinnovation CP1400HD
Der speziell für den automobilen Leichtbau entwickelte high-ductility Complexphasen-Stahl CP1400HD definiert die Grenzen des Machbaren in der Kaltumformung neu. Florian Winkelhofer, voestalpine Forscher und Entwickler, ist einer der Grenzenverschieber. Er gibt Einblick in das Making-of der Stahlinnovation.
Automotive-Notes: Was zeichnet den neuen Stahl aus?
F. Winkelhofer: Höchste Festigkeit, beste Biegeeigenschaften, geringste Kantenrissempfindlichkeit und hervorragende Crashperformance. Aufgrund dieser branchenweit einmaligen Eigenschaftskombination können komplexe hochfeste Bauteile in wirtschaftlicher Kaltumformung hergestellt werden. Einfach gesagt: Es können mit geringerer Blechdicke Bauteile mit gleicher Crashperformance, oder bei gleichbleibenden Wandstärken Teile von höherer Crashsicherheit, hergestellt werden.
Anforderungen der Autoindustrie als Initialzündung
Automotive-Notes: Das entspricht dem Wunsch der Automobilindustrie?
F. Winkelhofer: Wir entwickeln natürlich nicht willkürlich. Hochfeste komplexe Teile einfach effizient herzustellen, ist eine wichtige Prämisse für jeden Hersteller. Dafür eine Lösung zu schaffen, war der Antrieb. Ein Plus bildete unser Erfahrungsvorsprung. voestalpine ist Pionier bei ahss-Stählen und in der Folge bei ahss high-ductility-Stählen und geht mittlerweile seit Jahrzehnten in deren Entwicklung voran. Mit dieser Stahlgüte haben wir beste Umformbarkeit in der Festigkeitsklasse 1400 MPa erreicht und ein Highend-Produkt für die Kaltumformung realisiert.
Von der Idee zum 170 Tonnen Reality Check
Automotive-Notes: Wie geht man bei der Entwicklung einer Stahlinnovation vor?
F. Winkelhofer: Am Beginn steht die Idee für das Legierungsdesign. Im Labormaßstab erfolgen die ersten Umsetzungsschritte im 100 kg Maßstab mit einem Laborschmelzofen und weiteren Simulationseinrichtungen wie Warmwalzsimulator, Kaltwalzsimulator und Glühsimulator, in welchen die industriellen Produktionsschritte im Labormaßstab nachempfunden werden können. Einige Iterationsschleifen und mehrere hundert Glühversuche sind typischerweise notwendig um zum gewünschten Ergebnis zu kommen. Wenn die Eigenschaften im Labormaßstab erfolgreich erreicht wurden, kommt der große Schritt. Im Reality-Check wird die Laborentwicklung an den industriellen Produktionsanlagen mit einer 170-Tonnen-Schmelze überprüft.
Ein Vorteil, der nahe liegt
Automotive-Notes: Bei voestalpine ist es doch ein kurzer Weg von der F&E zur Produktion?
F. Winkelhofer: Zeitlich dauert es in der Regel ein bis drei Jahre. Wenn Sie aber die räumliche Nähe meinen, ja. Die F&E und das Verarbeitungscenter befinden sich „in der Mitte“ der Produktionsanlagen. Die Entwicklungs-, Produktions- und Verarbeitungskompetenz sind quasi unter einem Dach und der permanente, unmittelbare Austausch sind ein Grund für die in jeder Hinsicht sowohl qualitativ, wirtschaftlich wie verarbeitungstechnisch überzeugenden Lösungen.
Mit Sicherheit ein ausgereiftes Produkt
Automotive-Notes: Wie geht es nach dem erfolgreichen Reality Check weiter?
F. Winkelhofer: Als nächstes wird die prozessstabile Produktion sichergestellt. Ausführliche Untersuchungen zur Schweiß- und Fügeeignung und zum Umformverhalten werden durchgeführt, und Materialkarten für die Umformsimulation werden erstellt, bevor es hinaus zu den Werkstofffreigaben bei den Kunden geht. Umformdaten für den CP1400HD sind bereits vorhanden und werden in die Bibliotheken der Umformsimulationsprogramme aufgenommen. Die Crash-Daten sind in Arbeit und auf Anfrage erhältlich.
Großes Potenzial auch für E-Mobility
Automotive-Notes: Wo sehen Sie das Potenzial des CP14000HD?
F. Winkelhofer: Wie gesagt bei hochfesten komplexen Bauteilen wie Schweller, Querträger oder Längsträger. Großes Zukunftspotenzial liegt auch in der E-Mobility, genauer beim Herzstück der E-Autos: den Batteriekästen. Mit dem CP1400HD können sichere, und an Gewicht leichte Lösungen realisiert werden.
