Könnyűépítés acéllal – eredményes kombináció

2018-ban az újonnan forgalomba helyezett autók csaknem háromnegyede rendelkezett acél karosszériával, mondta el Lothar Patberg. A vegyes alapanyagú és tisztán alumínium karosszériák 15, illetve 12%-kal jelentősen elmaradtak tőle. Nem utolsó sorban, mivel az acél nagy szilárdságú, elterjedtek a gyártási és feldolgozási eljárásaik, és költség oldalról is megbízható alapanyagnak számítanak.

Az elektromobilitás azonban megváltoztat néhány keretfeltételt. Az elsőszámú cél a maximális akkumulátor hatótáv helyett a járműelektronika optimalizációja lett. A Thyssenkrupp Steel számításai szerint 100 kilogramm súlycsökkenés csak nyolc kilométeres hatótáv növekedést eredményez.

Egyszerűbb alkatrész-geometria

Ezen kívül a jövőbeli elektromos autók karosszériái inkább egyszerű alkatrész-geomtriával és optimális hajlítási képességgel lesznek jellemezhetőek, kevesebb lesz a bonyolult geometria és a mélyhúzásott alapanyag. Mindehhez az elektromos hajtás új kihívásokat hoz a karosszéria biztonságossága és a nagyobb tömeg miatti nagyobb energiaszükséglet terén, továbbá a futómű nagyobb terhelésnek van kitéve a tömegnövekedés és a mozgási dinamika miatt.

Azokból az új keretfeltételekből indul ki a Thyssenkrupp Steel, hogy a könnyűépítés nyomása egyre inkább csökkenni fog. Szerintük az ügyfelek nagyobb súlyt fognak fektetni a funkcionalitásra, és kevesebbet a nyersanyagokra, és az elektromobilitás inkább az acéllal történő könnyűépítést fogja elősegíteni.

Patberg szerint a Thyssenkrupp Steel ezen előfeltevések mentén egészítette ki acélminőségi portfolióját, egy hő által alakított acéllal, melyet speciális oxidréteggel egészítettek ki, amely a formázási folyamat során akár 40%-kal is csökkentheti a hidrogénfelvételt. Ez nem csak az alapanyag kiesési kockázatot csökkenti, hanem tartós költség és energia megtakarítást is jelent.

Új folyamatok a még szilárdabb hidegen formálható acélokért

A másik innováció egy olyan gyártási eljárás a hidegen formálható acélok gyártási folyamata számára, melyek 1200 Megapascal szilárdsággal bírnak. Ehhez első lépésként a munkagép előformát készít, anélkül, hogy figyelembe venné a hátsó elhajlást. Ezután az előforma kalibráló gépbe kerül, ami elkészíti a végső formát, mivel egy nyomási feszültség rárakódás is meghatározhatja a hátsó elhajlást. Ez a formázási folyamat akár 15%-kal kevesebb alapanyag felhasználás tesz szükségessé, jól megismételhető és nem igényel utómunkát.

A jelenlegi nyersanyagokkal a Thyssenkrupp Steel virtuálisan kifejlesztette egy modern elektromos autó karosszériáját, amely megfelel a biztonsági és költségelőírásoknak, és csupán 430 kilogrammot nyom az alkatrészekkel és az akkumulátorteknővel együtt. A kaszni több mint kétharmada nagy szilárdságú, hidegen formált acélból áll, melyeknek 600-1200 Megapascal szilárdsága van, és csupán nagyjából 11% nagy szilárdságú, azonban melegen formált acélból. Az akkumulátorteknőt a Thyssenkrupp Steel szilárd kevert acélanyagból készítette.

Kedvezőbb a könnyűépítés

Más akkumulátorteknő projektekhez a beszállító megerősített mélyhúzott alumíniumteknőt fejlesztett ki, amely csak 7%-kal nehezebb egy hagyományos alumíniumteknőnél, azonban fele annyiba kerül. Ez a példa Patberg szerint bizonyítja, hogy megvan az acélban a könnyűépítési potenciál. Sokkal fontosabb lenne azonban az elektromobilitás számára, hogy költség-optimalizációval elegendően szilárd karosszériastruktúrát tudjanak elérni, ami szerinte az acéllal, mint alapanyaggal sikerülne is.