Christoph Wagener von Kirchhoff Automotive

“Eine Herausforderung ist es, komplexe Geometrien mit höchstfesten Güten darzustellen”, erklärt Prof. Christoph Wagener, Leiter Forschung und Produktentwicklung bei der Kirchhoff Automotive GmbH. Bild: Kirchhoff

AUTOMOBIL PRODUKTION: Herr Wagener, welche Aufgabenstellungen werden von OEMs mit Blick auf Karosserie-Strukturbauteile im Fahrzeug an Sie als Stahllieferant und Dienstleister im Bereich Fahrzeugkarosserie gestellt?
Zunächst gilt es zu unterscheiden, ob man von der kompletten Karosserie oder von der Struktur spricht. Bei den Karosserieanbauteilen, wie etwa den Frontend-Modulen oder den Instrumententafelträgerstrukturen, ist die Aufgabenstellung anders als bei der reinen Struktur. Diese entwickeln die Automobilhersteller in der Gesamtheit selber. Hier können sie keine Komponenten funktional heraustrennen. Bei Anbaukomponenten ist es hingegen so, dass immer mehr die Zulieferer die komplette Entwicklung dieser Module übernehmen ¬- vom ersten Entwurf über sämtliche Berechnungen, dem Bau von Prototypen bis hin zum Testing. In der Struktur leisten die Zulieferer Entwicklungsunterstützung. Dort haben sich in den letzten Jahren in den Crash-relevanten Bereichen insbesondere Presshärtteile durchgesetzt. Hier entwickeln auch die Zulieferer die Prozesse weiter. Das partielle Vergüten ist ein Beispiel für so ein Vorentwicklungsthema. Man kann sagen, dass rund um das Thema Rohkarosserie die Zulieferer immer früher in der Entwicklung und Vorentwicklung integriert werden und Aufgaben übernehmen.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Ist so ein Beispiel für das frühe Einbeziehen in Projekte mit internationalen Standorten die C-Klasse von Mercedes-Benz?
Ja, und Aufgabenvielfalt heißt in diesem Fall, vom ersten Konzept über die Entwicklung bis hin zur Fähigkeit, auch international zu liefern. Global liefern heißt in den verschiedenen Regionen und Kontinenten. Dies bedeutet natürlich, das Equipment und das Know-how vor Ort zu haben. Und heutzutage heißt dies dann eben auch weltweit Personal aufzubauen.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Gibt es bestimmte Materialien und Legierungen, die in den letzten Jahren den Markt beeinflusst haben? Und zeichnet sich ein künftiger Trend ab?
Ich kann hier für die Rohkarosserie sprechen. Bei ihr gibt es meiner Meinung nach einen eindeutigen Trend mit zwei Aspekten: Der eine ist auf der Stahlseite über Jahre hinweg die Weiterentwicklung zu hoch- und höchstfesten Güten, zu Presshärtegüten mit Festigkeiten bis 2.000 Megapascal. Das Presshärten wird weiterentwickelt, es wird kostengünstiger und schneller. Es werden Presshärteteile hergestellt, die über Zonen mit unterschiedlichen Eigenschaften verfügen. Bot die erste Generation noch eine gleichmäßige Festigkeit von etwa 1.400 bis 1.500 Megapascal, bildet man heute unterschiedliche Festigkeitsbereiche für ein ideales Verhalten im Crash ab. Und ein weiteres Thema ist es, immer wieder neue Stähle zu entwickeln oder weiter zu entwickeln. Ein Beispiel sind TWIP-Stähle, eine ganze Stahlfamilie, hochfest und trotzdem mit gutem Umformvermögen. Eine der Herausforderungen dabei ist es, auch in klassische Kaltumformprozesse zu gehen und komplexe Geometrie mit höchstfesten Güten darzustellen. Ob sie sich durchsetzen, ist noch die Frage, da diese Güten durch ihren hohen Anteil an Legierungselementen eben auch sehr teuer sind.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Kommt dieses Material bereits zum Einsatz?
Soweit ich weiß, kommt ein entsprechendes kaltumgeformtes Teil bei Fiat zum Einsatz. Wir haben auch solche Prototypen gebaut, um einmal das Potenzial dieser Stahlsorten aufzuzeigen. Da gibt es aber noch eine Menge Herausforderungen. Denn diese Güten sind nicht ganz einfach zu schweißen und ein großes Thema bei ihnen ist das Rückfederungsverhalten. Diese Herausforderungen heißt es in den Griff zu bekommen und es bleibt abzuwarten, wie sich der Preis entwickelt.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Stichworte Leichtbau und Mischbauweise: Gibt es denn eine Art spezielle KIRCHHOFF Automotive Stahlgüte, die viele Bereiche abdeckt?
Es gibt einen eindeutigen Trend hin zu pressgehärtetem Stahl. Hierbei spricht man nicht mehr nur von Güten mit 1.500, sondern mit über 2.000 Megapascal, also mit einem deutlichen Sprung bei den Festigkeitseigenschaften. Wir reden mittlerweile von bis zu 35 Presshärtteilen in der Struktur, die aus unterschiedlichen Presshärtegüten hergestellt werden. Neben diesen hochfesten Stählen ist ein zweiter deutlicher Trend das Thema Aluminium. Zum einem bei Anbauteilen, wie den Instrumententafelträgern. Im Fahrwerkbereich ist es ganz ähnlich. Aber nicht nur bei Anbaukomponenten, sondern eben auch in der Struktur selber. Man sieht immer mehr Bereiche, die in Aluminium abgebildet werden. Dies ist ganz klar unter dem Aspekt Leichtbau zu sehen. Bei neuen Fahrzeugen und solchen, die im nächsten Jahr anlaufen, ist der Anteil von Aluminium deutlich gestiegen. Dabei sprechen wir von klassischen 5.000er- und 6.000er-Legierungen, aber auch von 7.000ern. Dahin geht auch ein Trend, wobei sich die OEMs noch nicht so ganz einig sind, denn bei 7.000ern gibt es eben auch ein Korrosionsthema. Die Meinungen unserer Kunden sind hier sehr unterschiedlich, ob dies kommen wird oder nicht. Im Bereich von Anbauteilen gibt es erste Produkte, die in Serie sind oder gehen werden. Grundsätzlich ist ein großes Thema aber der Materialmix, im Schwerpunkt Stahl kombiniert mit Aluminium, insbesondere bei Anbauteilen, aber auch immer mehr in der Struktur. Und in der Außenhaut gibt es mittlerweile einen sehr deutlichen Anteil von Aluminium.

 

Pressgehärtete Stähle und Aluminiumwerkstoffe:  Gittermodell von Kirchhoff.  Bild: Kirchhoff

AUTOMOBIL PRODUKTION: Inwiefern haben die Anforderungen der Kunden Auswirkungen auf ihre Anlagentechnik? Welche Investitionen tätigen Sie und in welchem Zeitraum amortisieren sich diese?
Vielleicht zunächst zur Umformtechnik. Eine Presse kann Aluminium umformen wie Stahl auch. Wir fahren gemischt, das heißt, wir stanzen oder ziehen Stahlteile und eben auch Aluminiumteile. Daher muss man die Presse erweitern, um auf das Thema Schrottentsorgung zu reagieren. Stahl und Aluminium müssen getrennt voneinander entsorgt werden. Die Pressen müssen dahingehend erweitert werden, dass dies automatisch erfolgen kann. Dann hat man eben nicht nur Blechteile, sondern beispielsweise auch Aluminiumprofile, die ggf. noch mechanisch bearbeitet werden. Die Frage ist, ob man in diese Technologien investiert und in das Thema Herstellung und Weiterverarbeitung von Aluminiumprofilen einsteigt. Und dann bekommt man neben der Frage nach dem technischen Know-how auch eine ganz andere kaufmännische Struktur in das Produkt. Die Frage lautet also: macht man die Prozesse „in house“ oder braucht man einen strategischen Partner und arbeitet man in einem strategischen Netzwerk? Und wenn wir dann von der Kombination verschiedener Materialien sprechen, ist das Thema Fügetechnik eine ganz große Herausforderung. Equipment für die Fügetechnik ist häufig keine Standardinvestition, sondern vielfach ein Special-Invest, das heißt eine projektbezogene Investition, die dann auch über das Projekt abgeschrieben werden muss.

Pressgehärtete Stähle und Aluminiumwerkstoffe: Gittermodell von Kirchhoff. Bild: Kirchhoff