Die hoch-manganhaltigen HSD-Stähle (High Strength and Ductility) stellen durch ihre herausragenden mechanischen Eigenschaften eine neue Klasse von Stahlwerkstoffen dar.
Diesen Stählen wird ein starkes Marktpotenzial zugeordnet, zum Beispiel im automobilen Leichtbau. Um dieses Potenzial in Marktvolumen umsetzen zu können, müssen jedoch zunächst die Techniken für die Herstellung und Verarbeitung der Stähle erforscht, entwickelt und angepasst werden.
Die Potenzialanalyse bei der Karosserie des Golf ist auf acht Baugruppen gestoßen. „Der Leichtbauanteil beträgt 19 Prozent“, sagt Marc Stehlin, Projektleiter Leichtbau bei Fahrzeugkonzepten der Volkswagen AG, Wolfsburg. Damit können vier Prozent des Gewichts einer Rohkarosserie von 285 Kilogramm eingespart werden, haben die Vorstudien ergeben. Der Leichtbauanteil für den höchstfesten Stahl ist damit nicht erschöpft. An den beiden Achsen kommen zwölf Bauteile in Betracht.
Der Forscher von VW kann durch diese Schritte in Richtung Leichtbauweise bereits eine Ersparnis von 10.000 Tonnen Material im Jahr erkennen. Für die Umwelt bedeutet diese Materialvermeidung durch die Verbrauchsreduzierung eine Einsparung von mehr als 37 Tonnen Kohlendioxid (CO2) jährlich. Eine weitere Emissionsreduzierung erfolgt bei der Herstellung des Stahls, die speziell bei HSD-Stahl umweltschonender als bei herkömmlichem Stahl ist.
Folgende Ziele werden in diesem interdisziplinär angelegten Vorhaben, an dem sowohl die Industrie als auch eine Universität beteiligt sind, verfolgt:
1. Die Entwicklung der Prozesstechnik Bandgießen muss vorangetrieben werden. Sie wird auch als DSC (Direct Strip Casting) oder BeST (Belt Strip Technology) bezeichnet. Mit ihrer Hilfe werden hochfeste und hochduktile HSD®-Stähle produziert.
2. Die Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung der HSD®-Stähle müssen erforscht werden. Beispielhaft wird dazu die Anwendung im automobilen Leichtbau betrachtet. Neben ganzheitlichen Leichtbaupotenzialanalysen werden die Erkenntnisse bei der Produktion eines Prototypenbauteils angewandt. Das Bauteil dient auch zur genauen Bestimmung und Demonstration der zu erwartenden, herausragenden technologischen Eigenschaften des Materials, die sich auch in einem geringen Gewicht widerspiegeln.
3. Die beiden Ziele Entwicklung der Prozesstechnik und Weiterverarbeitung werden unter Beachtung der Nachhaltigkeit (Energieeinsparung, Ressourcenschonung und CO2-Vermeidung) untersucht. Beide Technologien bieten enormes Potenzial zur Einsparung von Energie, Vermeidung von CO2-Emissionen und zur Ressourcenschonung.
4. Im Rahmen des Projekts wird eine Bandgieß-Laboranlage (Länge 21 m) betrieben. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Erkenntnissen wird ein Scaling-Up-Konzept für den Aufbau einer industriellen Anlage erarbeitet.
Die Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt HSD®-Stahl sollen in eine industrielle Umsetzung der Technologie zur Produktion und Verarbeitung dieses Materials direkt eingehen.
Das Gesamtziel der Innovation als Schlüssel für Nachhaltigkeit kann nur durch die im Projekt realisierte Zusammenarbeit eines auf Metallurgie spezialisierten Universitätsinstituts (Institut für Metallurgie der Technischen Universität Clausthal), eines stahlherstellenden Unternehmens (Salzgitter Mannesmann), eines Anlagenbauers (SMS Demag) sowie eines Automobilkonzerns (Volkswagen) erreicht werden.
Das Verbundprojekt „Herstellung und Anwendung von hochfestem und dehnbarem HSD®-Stahl“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „Innovationen als Schlüssel für Nachhaltigkeit in der Wirtschaft“ gefördert und vom Projektträger im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (PT-DLR) betreut.
Diesen Stählen wird ein starkes Marktpotenzial zugeordnet, zum Beispiel im automobilen Leichtbau. Um dieses Potenzial in Marktvolumen umsetzen zu können, müssen jedoch zunächst die Techniken für die Herstellung und Verarbeitung der Stähle erforscht, entwickelt und angepasst werden.
Die Potenzialanalyse bei der Karosserie des Golf ist auf acht Baugruppen gestoßen. „Der Leichtbauanteil beträgt 19 Prozent“, sagt Marc Stehlin, Projektleiter Leichtbau bei Fahrzeugkonzepten der Volkswagen AG, Wolfsburg. Damit können vier Prozent des Gewichts einer Rohkarosserie von 285 Kilogramm eingespart werden, haben die Vorstudien ergeben. Der Leichtbauanteil für den höchstfesten Stahl ist damit nicht erschöpft. An den beiden Achsen kommen zwölf Bauteile in Betracht.
Der Forscher von VW kann durch diese Schritte in Richtung Leichtbauweise bereits eine Ersparnis von 10.000 Tonnen Material im Jahr erkennen. Für die Umwelt bedeutet diese Materialvermeidung durch die Verbrauchsreduzierung eine Einsparung von mehr als 37 Tonnen Kohlendioxid (CO2) jährlich. Eine weitere Emissionsreduzierung erfolgt bei der Herstellung des Stahls, die speziell bei HSD-Stahl umweltschonender als bei herkömmlichem Stahl ist.
Folgende Ziele werden in diesem interdisziplinär angelegten Vorhaben, an dem sowohl die Industrie als auch eine Universität beteiligt sind, verfolgt:
1. Die Entwicklung der Prozesstechnik Bandgießen muss vorangetrieben werden. Sie wird auch als DSC (Direct Strip Casting) oder BeST (Belt Strip Technology) bezeichnet. Mit ihrer Hilfe werden hochfeste und hochduktile HSD®-Stähle produziert.
2. Die Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung der HSD®-Stähle müssen erforscht werden. Beispielhaft wird dazu die Anwendung im automobilen Leichtbau betrachtet. Neben ganzheitlichen Leichtbaupotenzialanalysen werden die Erkenntnisse bei der Produktion eines Prototypenbauteils angewandt. Das Bauteil dient auch zur genauen Bestimmung und Demonstration der zu erwartenden, herausragenden technologischen Eigenschaften des Materials, die sich auch in einem geringen Gewicht widerspiegeln.
3. Die beiden Ziele Entwicklung der Prozesstechnik und Weiterverarbeitung werden unter Beachtung der Nachhaltigkeit (Energieeinsparung, Ressourcenschonung und CO2-Vermeidung) untersucht. Beide Technologien bieten enormes Potenzial zur Einsparung von Energie, Vermeidung von CO2-Emissionen und zur Ressourcenschonung.
4. Im Rahmen des Projekts wird eine Bandgieß-Laboranlage (Länge 21 m) betrieben. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Erkenntnissen wird ein Scaling-Up-Konzept für den Aufbau einer industriellen Anlage erarbeitet.
Die Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt HSD®-Stahl sollen in eine industrielle Umsetzung der Technologie zur Produktion und Verarbeitung dieses Materials direkt eingehen.
Das Gesamtziel der Innovation als Schlüssel für Nachhaltigkeit kann nur durch die im Projekt realisierte Zusammenarbeit eines auf Metallurgie spezialisierten Universitätsinstituts (Institut für Metallurgie der Technischen Universität Clausthal), eines stahlherstellenden Unternehmens (Salzgitter Mannesmann), eines Anlagenbauers (SMS Demag) sowie eines Automobilkonzerns (Volkswagen) erreicht werden.
Das Verbundprojekt „Herstellung und Anwendung von hochfestem und dehnbarem HSD®-Stahl“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „Innovationen als Schlüssel für Nachhaltigkeit in der Wirtschaft“ gefördert und vom Projektträger im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (PT-DLR) betreut.
