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Montag, 25. September 2017
8. Januar 2015 | 12:17

Mit Warmumformung gegen die Erderwärmung

| Ein Gastbeitrag von Anna Meincke, ThyssenKrupp Steel Europe |

Warmumformung von Stahlblechen reduziert die Erderwärmung – Was auf den ersten Blick vielleicht paradox erscheint, erweist sich bei genauerer Betrachtung als logische Konsequenz des Einsatzes warmumgeformter Bauteile in den Karosserien moderner Autos.

Neben der Optimierung des Antriebsstrangs gehört Leichtbau zu den wesentlichen Stellgrößen, um die Umweltauswirkungen im Verkehrssektor zu reduzieren. Durch die Verringerung des Fahrzeuggewichts können der Treibstoffverbrauch und damit einhergehend die Emissionen im Fahrbetrieb deutlich reduziert werden.

Ein Trend im automobilen Leichtbau ist die Warmumformung. Dieses Fertigungsverfahren kommt vor allem bei crashrelevanten Bauteilen zum Einsatz, da sehr hohe Festigkeiten und damit Verformungswiderstände erzielt werden können. Um diese Eigenschaften zu erreichen, werden Mangan-Bor-Stähle auf etwa 900°C erhitzt und anschließend durch gezielte Abkühlung gehärtet. Man spricht deshalb auch von Presshärten. Prominente Bauteile für den Einsatz der Warmumformung sind beispielsweise B-Säulen.

Ganzheitliche Betrachtung der Umweltauswirkungen

Die Erwärmung der Platinen beim Presshärten erfordert einen erhöhten Energieeinsatz, was zu der Vermutung führen könnte, dass die Warmumformung eine Verschlechterung der Ökobilanz bewirkt.

Die ganzheitliche Betrachtung der Umweltauswirkungen über den kompletten Lebenszyklus beweist jedoch das Gegenteil. Bei dieser Betrachtungsweise werden alle Lebenszyklusphasen von der Rohstoffgewinnung, über die Bauteilherstellung und Nutzung im Fahrzeug bis hin zum Recycling berücksichtigt.

Vergleicht man z. B. kaltumgeformte und warmumgeformte B-Säulen über den ganzen Lebenszyklus durch Life Cycle Assessment (LCA), so zeigt sich ein klarer ökologischer Vorteil für die warmumgeformte Variante.

Warmumformung reduziert ökologischen Fußabdruck

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Der Einsatz von Warmumformstählen schont das Klima schon ab dem ersten gefahrenen Kilometer.

So wird der Materialbedarf für die warmumzuformenden B-Säulen durch das Leichtbaupotenzial des Mangan-Bor-Stahls so weit reduziert, dass schon bei dessen Erzeugung geringere CO2-Emissionen im Vergleich zur mikrolegierten Sorte für die Kaltumformung entstehen. Die Differenz ist sogar so groß, dass der erhöhte Energieaufwand für die Warmumformung mehr als ausgeglichen wird.

Das geringere Gewicht der warmumgeformten B-Säulen führt schließlich zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und damit reduzierten CO2-Emissionen in der Nutzungsphase.

Klimaschutz ab dem ersten Kilometer

Der Vergleich des Treibhauspotenzials von warm- und kaltumgeformten B-Säulen zeigt, dass sich der Einsatz von Warmumformstählen schon ab dem ersten gefahrenen Kilometer ökologisch rentiert. Eine intelligente Werkstoffauswahl leistet hier in Kombination mit innovativen Fertigungsverfahren einen wesentlichen Beitrag zu nachhaltiger Mobilität.

 

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RS116541_Meincke, Anna2-hpr_sÜber die Autorin: Anna Meincke ist Diplom-Ingenieurin für Umweltmanagement und technischen Umweltschutz. Seit zwei Jahren beschäftigt sie sich für ThyssenKrupp Steel Europe mit Life Cycle Assessments (LCA) und angrenzenden Themengebieten im Bereich Anwendungskonzepte (F&E). Unter anderem war sie auch für die Erstellung der LCAs für das Projekt InCar®plus verantwortlich.


Foto: © ThyssenKrupp Steel Europe

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Tags
Automobiler Leichtbau
CO2
Umformtechnik

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