PROFILE

Potentiale und Fertigungsstrategien zur geometrischen Gestaltung von Profilbauteilen

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Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Dipl.-Ing. Oliver Selter, Lehrstuhl für Umformtechnik (UTS), Universität Siegen
Im Spannungsfeld aus Mobilität, Ökologie und Ökonomie liefert der Leichtbau seit Jahren einen hohen Beitrag zur Minderung der steigenden Gewichtsspirale im Fahrzeugbau. Dabei geht der Trend im Karosserierohbau hin zum vermehrten Einsatz von Profilen, um den Zielkonflikt zwischen Effizienz und Flexibilität zu entschärfen.
Bereits heute ist eine Vielzahl von Fertigungsverfahren für veränderliche Quer- oder Längsgeometrien bekannt. Statt der bisherigen sequentiellen Fertigungsweisen werden zukünftig vermehrt Kombinationen aus Walzprofilier- und Biegetechnik zum Einsatz kommen, um die Kundenanforderungen nach belastungs-, bauraum- und gewichtsoptimierten Profilbauteilen zu realisieren und zusätzlich die eigenen zur Wettbewerbskräftigung erforderlichen Effizienzanforderungen an das Fertigungsverfahren zu erfüllen. Bereits heute lassen sich nach Betrachtung der geometrischen Merkmale der Querschnittsgeometrie, des Wanddickenverlaufs und der Profillängsgeometrie die Entwicklungstendenz der Fertigungsverfahren und die zukünftig bereitstehenden Potentiale ableiten. So kann die Anforderung an ein zukunftsweisendes Fertigungssystem zur Herstellung von Profilbauteilen unter Berücksichtigung der Werkstoffvielfalt wie folgt beschrieben werden:
„Ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von komplexen, partiell offenen und geschlossenen Mehrkammerprofilbauteilen mit Nebenformelementen, die in Längsrichtung Multiradien gebogen und zusätzlich um die Längsachse tordiert sind. Dabei weisen sie einen veränderlichen Wanddickenverlauf in Quer- und Längsrichtung auf. Als Halbzeugwerkstoffe kommen höchstfeste Stähle, Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen, FVK oder andere Hybrid-Werkstoffe zum Einsatz.“
Ein Fertigungssystem zur Realisierung derartiger Anforderungen stellt das modular aufgebaute Walzprofilierbiegeverfahren (WPB) da, welches eine Erweiterung der bisherigen Anlagentechnik darstellt. Es vereint das Wissen im Bereich der Biegetechnik mit den Möglichkeiten und Erfahrungen aus dem Bereich der Walzprofiliertechnik. Durch die Hintereinander Schaltung der einzelnen Module zum Walzprofilierbiegeverfahren lassen sich zukünftig kostengünstige Profilbauteile mit veränderlichen Quer- und Längsgeometrien fertigen, die partiell geschlossene und offene Profilquerschnitte aufweisen können.