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Fachpresse, 27.05.2014, 12:07

Schichtwerkstoff für den Leichtbau: TriBond

Tribond Presse Service ThyssenKrupp Steel Europe
TriBond – Dreilagiger Stahlverbund für die Warmumformung

Der neuartige Stahl TriBond ist hochfest, nimmt jedoch im Falle eines Crashs mehr Energie auf als Werkstoffe gleicher Festigkeit. Bauteile, in denen TriBond verwendet wird, sind bis zu zehn Prozent leichter als aktuelle Warmumformlösungen und um etwa sechs Prozent kostengünstiger als die kaltumgeformte Referenz. Zudem eröffnet dieser Schichtverbundwerkstoff der Warmumformung gänzlich neue Möglichkeiten: War der Einsatz warmumgeformter Bauteile bisher auf Strukturelemente begrenzt, können sie mit TriBond auch für axialcrash belastete Bauteile verwendet werden.

Stähle müssen verschiedene Eigenschaften vereinen: Einerseits sollen sie hochfest sein, um beispielsweise Autoinsassen bei einem Crash möglichst gut zu schützen. Andererseits sollen sie aber auch die Energie des Aufpralls aufnehmen, indem sie sich ein Stück weit umformen. Diese Eigenschaften widersprechen sich zunächst und lassen sich nur schwer kombinieren. Automobilhersteller verwenden daher bei der B-Säule im Auto bislang höchstfeste Warmumformstähle wie den MBW 1500: Diese leiten die Crashenergie eines Seitenaufpralls in erster Linie an andere, weichere Baugruppen ab.

Hochfest – und dennoch umformbar

Mit TriBond hat die ThyssenKrupp Steel Europe AG einen Stahl entwickelt, der eine hohe Festigkeit mit einer hohen gesteigerten Energieabsorbtion vereint. TriBond ist ein Schichtwerkstoff: Innen besteht er aus dem Mangan-Bor-Stahl MBW 1500, außen aus Schichten von MBW 500. Der Stahl MBW 1500 gehört mit einer Festigkeit von 1500 MPa zu den höchstfesten Stählen, er sorgt daher dafür, dass die Insassen bei einem Seitenaufprall gut geschützt sind. MBW 500 dagegen hat mit 500 MPa eine deutlich geringere Festigkeit, nimmt jedoch die Energie eines Seitenaufpralls zum Teil auf.

„Schichtverbundwerkstoffe ermöglichen es, unterschiedliche, teils konträre Werkstoffeigenschaften in einem Produkt zu vereinen: Eigenschaften, wie sie in einem singulären Werkstoff nicht darstellbar sind“, sagt Dr. Julia Mura, Produkteinführung Warmumformung bei ThyssenKrupp Steel Europe. „Werkstoffeigenschaften werden damit anwendungsorientiert gesteuert: Nicht wie bisher über den einlagigen Werkstoff selbst, sondern durch Kombination funktionaler Schichten.“ Kurzum: Die Eigenschaftsprofile der Stähle können maßgeschneidert eingestellt werden.

Zudem erschließt TriBond komplett neue Bereiche für den Einsatz vom Warmumformen. Bisher lassen sich warmumgeformte Bauteile besonders gut für höchstfeste Strukturbauteile einsetzen, bei denen Energieabsorption eine untergeordnete Rolle spielt. Zur Energieabsorption muss eine Kombination mit einem weicheren Werkstoff erzeugt werden, beispielsweise über Tailored Blanks, in dem unterschiedliche Werkstoffe aneinander geschweißt werden, oder über Tailored Tempering, bei dem ein Festigkeitsgradient im Bauteil über die Temperaturführung in der Warmumformung eingestellt wird. Der neue Schichtverbundwerkstoff dagegen vereint beide Eigenschaften – höchste Festigkeit bei gleichzeitig hoher Energieaufnahme – im Werkstoff selbst. Zusätzliche Maßnahmen können daher eingespart werden. Außerdem eignet sich TriBond auch für axialcrash belastete Bereiche der Karosserie, beispielsweise für Längsträger oder Crashboxen.

Leichter, kostengünstiger und auf üblichen Fertigungsanlagen zu verarbeiten

Doch TriBond bietet den Kunden noch weitere Vorteile: Die Bauteile sind um bis zu zehn Prozent leichter als die aktuelle Lösung aus MBW 1500 mit Tailored Tempering – und das bei attraktiven Leichtbaukosten. Die Herstellung läuft ähnlich wie in der konventionellen Kaltbanderzeugung, allerdings wird diese noch um den Paketbau ergänzt. Dabei werden die verschiedenen Stahlschichten übereinander gelegt und aneinander fixiert. Sowohl für die Herstellung als auch die Weiterverarbeitung beim Kunden eignen sich die standardmäßigen Produktions- und Fertigungsanlagen. Mitte 2015 wird der Serienstatus erreicht sein.

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