+++Anzeige+++ 13.05.2019, 09:00 Uhr

Digital entwickeln. Flexibel produzieren. Der Weg zu neuen Leichtbau-Karosserien

Bereits im Anfangsstadium ihrer Entwicklung werden neue Karosserien auf typische Crashfälle optimiert. Das Ziel: alle Kräfte, die auf das Fahrzeug bei einem Unfall einwirken, von den Insassen abzuleiten. Selbstredend gilt das auch für den Leichtbau.

Foto: NürnbergMesse

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Aufgrund gesetzlicher Vorgaben stand lange Zeit die Reduzierung des Gewichts im Fokus: je leichter das Modell, desto geringer der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen. Doch das Aufkommen alternativer Antriebe scheint den Druck aus der Gewichtsdebatte zu nehmen. Wie lässt sich die Karosserie kostengünstiger ohne Kompromisse an die Sicherheit gestalten? Tragen Materialien wie neue Advanced High Strength Steels (AHSS) mit ihrer Festigkeit und Warmumformbarkeit dazu bei, dass Strukturkomponenten jetzt kostengünstiger werden?

Diese Fragen beantwortet die AEE – AUTOMOTIVE ENGINEERING EXPO am 4. und 5. Juni im Messezentrum Nürnberg. Auch Jaguar Land Rover setzt auf das Leichtmetall: Der elektrische SUV „i-Pace“ kommt mit einer kompletten Aluminium-Karosserie auf den Markt, bietet rasante 400 PS und mehr als 500 Kilometer Reichweite. „Auch in Zukunft wird es wichtig sein, das Gewicht von Fahrzeugen zu reduzieren und Emissionen zu vermeiden. Deshalb priorisieren wir bei Jaguar Land Rover weiterhin Leichtbau-Technologien. Uns ist es wichtig, dass das richtige Material am richtigen Ort zum Einsatz kommt, ganz gleich ob Aluminium, UHSS, CFK oder andere Werkstoffe“, sagt Andrew Foster, Chief Engineer Body Complete, Jaguar Land Rover.

Flexibler in die Zukunft

Flexibel, unabhängig und individuell – das sind die Markenzeichen, die das Auto zum Erfolgsmodell gemacht haben. Längst gelten diese Attribute auch für die Fertigung: Die Modellvariabilität nimmt beständig zu, gleichzeitig vervielfacht sich die Anzahl der Antriebe. Auf diese Anforderungen müssen die aktuellen Produktionslinien immer flexibler reagieren können. Doch wie lässt sich dies mit wenig Aufwand klug umsetzen? Wie werden einzelne Prozessschritte auch für Varianten nutzbar? Gibt es bald eine Fügetechnik für alle  Fügeprobleme? „Über die letzten Jahre sind die technologischen Anforderungen an Karosserie und Fahrwerk massiv gestiegen: Allein der Werkstoffmix aus unterschiedlichen Stahlsorten, Aluminium, Magnesium und Kunststoff hat deutlich an Komplexität zugelegt. Deshalb sind Vereinfachungen auf Material- und Verfahrensseite unerlässlich. Genau dafür bietet die AEE die richtige Plattform, auf der all diese Trends zu sehen sind“, erklärt Professor Dr. Christoph Wagener, Leiter Forschung und Produktentwicklung bei Kirchhoff Automotive.

Die virtuelle Prozesskette und der digitale Zwilling im Karosseriebau

Zentraler Kern des Karosseriebaus der vergangenen Jahre ist die zunehmende Digitalisierung des Engineerings mit all seinen Facetten. Virtualisierung ist das Zauberwort. Neue Antriebe und Mobilitätskonzepte treiben die automobile Vielfalt rasant voran. Für den Karosseriebau bedeutet dies: Neue Strukturen und Varianten sind erforderlich, eingespielte Prozesse müssen umgestaltet werden – bei überschaubaren Kosten, versteht sich. Um Fehler bereits im Vorfeld zu vermeiden und
Prozesse vorhersagbar zu machen, verlagert sich das Engineering zunehmend ins Virtuelle. Mehr Software, weniger Hardware, lautet die Devise.

Computer Aided Engineering (CAE) hilft dabei, die Bauteile, Karosserien oder ganze Fahrzeuge zu simulieren und verlässliche Voraussagen zu treffen, zum Beispiel wie ein neuer Längsträger die Crashenergie abfängt oder sich neue Legierungen verhalten. Aber nicht nur Produkteigenschaften, auch Prozessschritte werden vorhersehbar.

Die durchgehend virtuelle Prozesskette

„Im Karosseriebau sind viele Prozesse bislang nur über die Hardware abzuprüfen – und das ist zeitaufwändig und verursacht hohe Kosten. Digitale Prozesse beschleunigen diese Entwicklungsprozesse: Sie bilden Herstellungsschritte digital ab und zeigen frühzeitig, ob ein Produkt den geforderten Eigenschaften entspricht. Auf der Suche nach der bestmöglichen Lösung lassen sich verschiedene Optionen durchspielen, ohne dafür echte Ressourcen zu verbrauchen. Ziel ist es, die gesamte Prozesskette digital abzubilden. So lassen sich auch Testläufe über mehrere 1000 Kilometer simulieren und auswerten. Die Ansätze dazu sind bereits vorhanden – und werden DAS Gesprächsthema auf der AEE sein,“ so Dr. Thomas Rudlaff, Rohbau Mercedes Benz Cars / Konzepte, Standards, Leichtbau, Daimler AG.

Foto: NürnbergMesse

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Von NürnbergMesse