Automotive Engineers’ Day 2021

Der Trend ist angekommen, wie die Zulassungszahlen zeigen. Enorme Investments sind notwendig – Geld ist knapp. Man wird sich somit gut überlegen, was man selbst macht und was man outsourct. Sinkende Eintrittsbarrieren eröffnen neuen Playern schnell den Marktzugang.

Handelshemmnisse, Evergrande und ein unsicheres Klima führen zu einem Hinterfragen der globalen Supply Chains. Weg von Werksspezialisierung hin zu marktgerechtem Produzieren – hat man mit Elektromobilität vielleicht eine Chance für einen europäischen Frühling?

Nach der Elektrifizierung des Autos ist der nächste Schritt die CO₂-neutrale Suppply Chain. „Grüner Stahl“ macht aber nur Sinn, wenn auch die Energie dafür grün erzeugt wird. Konzepte gibt es – es gilt sie umzusetzen und auch entsprechend zu finanzieren.

Fehlende Grenzen zwischen Kunde und Lieferant, Verzinkungen kommunizieren mit Presswerken online, gleichzeitig ein Einzug von B2C-Geschäftsmodellen im traditionellen B2B-Bereich – sind Sie dafür bereit? „Sales 2030“ der voestalpine nimmt Sie mit auf die Reise.

Was vielleicht an Fahrfreude verloren geht, kann auf anderer Seite gewonnen werden. Schlafen im Auto am Weg ins Büro, die erste Videokonferenz gleich im Stau? Neue Designs werden kommen, neue Innenraumkonzepte dadurch nötig – es gilt, die richtigen Materialien dafür zu entwickeln.

Das Thema wird getrieben von den NCAP-Gremien, Kundenanforderungen und der Legislative. Bei Magna gilt, den richtigen Werkstoff, am richtigen Platz einzusetzen – gepaart mit der Anforderung an Wirtschaftlichkeit und Volumen. Hier sind kostengünstige, effiziente Werkstoffe gefragt. Stahl wird auch in Zukunft seinen Platz haben.

• Material: Was ist das richtige Material mit den richtigen Eigenschaften für die jeweiligen Anforderungen?
• Verbindungstechnik: Welche Techniken ermöglichen es, Produkte zu schaffen, die alle Anforderungen in einem ausgewogenen Kostenverhältnis erfüllen?
• Design: Designkonzepte müssen auch eine großvolumige Fertigung wirtschaftlich ermöglichen. Stahlzellen sind State of the Art und werden es bleiben.

Eine moderne Karosserie, die Sicherheit-, Kosten- und Gewichtsanforderungen zu erfüllen hat, wird aus einem Materialmix bestehen, wobei sowohl Aluminium wie verschiedenste Stähle zum Einsatz kommen.

Höher und hochfeste Stähle weiterzuentwickeln, ist ein wichtiges Thema, wobei ihre Umformbarkeit ein Kriterium ist. Stähle für Kaltumformung dringen dabei generell immer mehr in den Bereich der Warmumformstähle vor.

Magna sieht den Trend, dass neben den traditionellen OEMs immer mehr neue Player am Mobilitätsmarkt eintreten und ist der Partner von der Strukturentwicklung bis zur Serienreife und der großvolumigen Fertigung.

BMW ist der erste Premium-Automobilhersteller, der Nachhaltigkeits- und Finanzberichterstattung gleich gewichtet. Der Anspruch: Wir machen nicht Nachhaltigkeit bei BMW. Wir machen BMW nachhaltig.

BMW optimiert über die gesamte Wertschöpfungskette. Die angestrebten Zahlen beziehen sich auf die CO₂-Reduktion pro Fahrzeug:

• Lieferkette – minus 20 %
• Produktion – minus 80 %
• Fahrzeugnutzungsphase – minus 40 %

In partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit Lieferanten werden die wirksamsten Hebel zur CO₂-Reduktion identifiziert und verfolgt. Der CO₂-Fußabdruck wird auch zu einem Vergabekriterium in den Entscheidungsprozessen.

Nachdem das Unternehmen die CO₂-Emissionen je Fahrzeug in der Produktion seit 2006 bereits um 78 % reduziert hat, sollen die Emissionen der BMW Group (Scope 1+2) von 2019 ausgehend bis 2030 um abermals 80 % reduziert werden.

Die Zunahme der E-Fahrzeuge bis 2030 ist die Basis für die angestrebte CO₂-Reduktion um 40 % über die Nutzungsphase. Das Ziel ist, dass E-Fahrzeuge der BMW Group bereits in der Herstellung nachhaltig sind. Ambition: Das grünste Elektroauto kommt von BMW.

voestalpine nimmt den Klimaschutz ernst und hat Luftemissionen und Energieverbrauch in den vergangenen Dekaden bereits auf das technologische Minimum reduziert. In den letzten 10 Jahren investierte die voestalpine Steel Division 1,8 Mrd. Euro in Umweltschutzmaßnahmen. Es gelang, den Energieverbrauch um 19 % und die CO₂-Emissionen um 17 % zu senken.

Mehr als eine halbe Million Tonnen an Gütern wird auf der Schiene transportiert. Leerfahrten werden vermieden. So werden Stahl-Coils zum Kunden und Schrott retour nach Linz geführt. Das spart jedes Jahr ca. 8.000 Tonnen CO₂.

Am Werksgelände in Linz ist die fortschrittlichste Pilotanlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in der Stahlindustrie im Betrieb. Die schrittweise Umstellung von der kohlebasierten Hochofenroute auf mit Ökostrom betriebene Elektrolichtbogenöfen ist in Umsetzung. Weiters wird in zahlreichen Forschungsprojekten an Breakthrough-Technologien gearbeitet, die eine klimaneutrale Stahlherstellung erlauben.

Durch Prozessoptimierungen hat voestalpine das Potenzial einer 10%igen Reduktion der direkten CO₂-Emissionen. Das entspricht, nach der Life Cycle Assessment Methode, ca. 7 % auf Produktbasis. Kunden erhalten ein Zertifikat über den Carbon Footprint des Produktes. Die voestalpine Kundenberater informieren.

Die Stahlsorte hat hohe Anforderungen an Sicherheit und Korrosionsschutz zu erfüllen und muss komplexe Geometrien ermöglichen. Haupteinsatzgebiet ist der Innenraum, wobei der komplexeste Teil der untere Bereich der A-Säule mit einem scharfen Radius ist.

AHSS-Standardstähle erfüllten nicht die Anforderungen bezüglich Streckgrenze, Dehnung, Zugfestigkeit und Biegeeignung. Eine besondere Mikrostruktur mit einer sehr feinen und homogenen Verteilung der Gefügeelemente musste erzielt werden, um sowohl eine gute globale als auch gute lokale Duktilität zu erreichen. Die optimale Balance zwischen der chemischen Zusammensetzung und dem Glühzyklus war der Erfolgsfaktor.

Die hervorragenden Eigenschaften der Stahlgüte ermöglichen eine effiziente Massenproduktion von komplexen Teilen mit GA-Beschichtung. Ein weiterer Vorteil ist die Gewichtsersparnis von 1,5 kg pro Bauteil. Die Eigenschaften machen die Stahlgüte auch für den Einsatz bei weniger komplexen Teilen interessant.

Der Schutz der Batteriezellen im Crashfall ist oberstes Gebot. Normen wie die ECE R100 oder GB/T 31467.3 geben die Lastfälle für einen Pfahl- oder seitlichen Aufprall mit 100kN an. Innovative voestalpine-Stähle unterstützen in der Zielerreichung einer optimalen Crashperformance.

Die Sicherheit der Fahrzeuginsassen und damit auch genügend Zeit das Fahrzeug zu verlassen, hat Priorität. Bei einem internen Zellbrand werden kurzzeitig Temperaturen bis zu 1.200 °C erreicht. Stahl mit seinem Schmelzpunkt von ca. 1.400 °C gibt Sicherheit (Schmelzpunkt Aluminium ca. 660 °C).

Stahl wiegt mehr als z. B. Alu, bietet aber wirtschaftliche Vorteile. Mit Hybridbauweisen kann man den Gewichtsnachteil großteils nahezu ausgleichen – und speziell bei großen Stückzahlen können über Design, Materialauswahl und Fertigung im Kostenvergleich bis zu 30 % gespart werden.

voestalpine hat Kompetenz im Bereich Batteriekasten aufgebaut und auch verschiedene Batteriekasten-Designs (Wannendesign und Rahmendesign) untersucht. Das Ergebnis: eine „One Solution fits all“-Lösung gibt es nicht. Mit dem Know-how und dem Stahlportfolio unterstützt voestalpine kompetent und unkompliziert.

voestalpine bietet ein umfassendes Spektrum an kalt- und warmgewalzten Stählen für die Kalt- und Warmumformung mit Umform- und Festigkeitseigenschaften für nahezu jede Anforderung.

Die von voestalpine bereitgestellten Materialkarten für die FE-Simulation basieren auf vielfältigen Materialversuchen. Kunden finden sie in den Datenbanken: AutoForm, PAM-Stamp, Stampack; für LS-Dyna auf Anfrage bei Dynamore oder bei voestalpine.

Zugversuche, in denen der Temperaturverlauf im Prozess nachgestellt wird, sind eine Basis der Materialkarten für die Warmumformung. Mit Hilfe des voestalpine-Warmumformsimulators können Simulationsmodelle einfach an den hergestellten Bauteilen validiert werden. Aktuell werden Modelle für die Umformung im phs-directform^®-Verfahren für PAM-Stamp bereitgestellt und in der nächsten AutoForm Release implementiert.

voestalpine stellt Materialkarten für alle relevanten Crashsolver sowie für MATFEM GenYld bereit.

voestalpine bietet Probenmaterial für kleintechnische Versuche, Zulassung und Validierung. Das voestalpine-Stahl-Technikum unternimmt auch Versuche für Beschnitt, Umformen, Schweißen, Kleben, Lackierung und Korrosion. Das Know-how, die Ergebnisse sowie die Umgebung stehen für die Zusammenarbeit bei Entwicklungs- und Forschungsprojekten ebenfalls zur Verfügung.

Hoch und höchstfeste Stähle sind gefragt. Die Herausforderung ist dabei, Festigkeit bei bester Umformbarkeit zu erreichen. Wenn Sie mich als Vertreter der Stahlanwender fragen: We want it all!

Edip Ozer Arman, Toyota Motor Europe Nv/Sa, Technical Manager R&D Material Engineering

Das richtige Material am richtigen Ort, ist ganz wesentlich. Top-Stähle an kritischen Positionen und günstigere, wo es von den Anforderungen her möglich ist. Generell ist Stahl im Vergleich mit anderen Werkstoffen die kosteneffizienteste Lösung. Nächste Schritte und Aufgaben werden sein, Verbesserungen beim Thema Fügeeigenschaften auch bei vermeintlich „einfachen“ Güten zu erreichen oder alle Güten, auch die hochwertigsten, mit einem hohen Schrottanteil zu fertigen.

Andreas Pichler, voestalpine Stahl GmbH, Leitung Forschung & Entwicklung Business Unit Band

Zertifizierter Green Steel ist mit unserer CO₂-reduzierten Produktion bereits erhältlich. Das Produkt ist skalierbar und mittels Allokationsmechanismen umlegbar auf größere oder kleinere Volumina. Das Geschäftsmodell und die Bepreisung sind definiert – die Mengen für 2022 in der Kapazität limitiert. Interessierte bitten wir, sich mit uns in Verbindung zu setzen.

Peter Heinzl, voestalpine Stahl GmbH, Sales Director Automotive Industry

Strategien und Antworten für die Trends zu entwickeln und zu bieten und vor allem Nachhaltigkeit werden im Fokus stehen. Zum Beispiel gilt es, die Lieferkette vom Erz bis zum Endprodukt transparent zu gestalten. Auch die Flexibilität von höchstfesten Stählen, dass sie alle Anforderungen für die Teileproduktion erfüllen, ist wichtig. Ich denke, mit partnerschaftlicher Zusammenarbeit werden wir den Herausforderungen erfolgreich begegnen.

Martin Peter, Magna Steyr, Vice President Engineering