Das Team von ArcelorMittal Global Research and Development (R&D) Automotive hat unter Verwendung herkömmlicher Stähle und bestehender Techniken bereits bewiesen, dass schon heute bis zu 27 % Gewichts- und Kosteneinsparungen erzielt werden können, ohne die Sicherheit zu gefährden oder konstruktive Anforderungen zu beeinträchtigen. Mit Blick auf neue hochfeste Mehrphasenstähle und Technologien, die in den nächsten Jahren auf den Markt kommen werden, hat das Team jedoch weitere Lösungen entwickelt, die noch größere Gewichtseinsparungen von bis zu 34 % gegenüber herkömmlichen Lösungen für Fahrzeugtüren aus Stahl ermöglichen werden.

Gewichtseinsparungen, die Türen öffnen
Im Vorgriff auf künftige Vorschriften reduzieren Autohersteller das Gewicht ihrer Fahrzeuge; die derzeit in Europa erlassenen Vorschriften (Auspuffemissionen) treten 2015, die neuen Vorschriften für die USA (Auspuffemissionen und Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs) treten 2021 in vollem Umfang in Kraft. Da bis 2025 noch strengere Standards für beide Regionen vorgesehen sind, wird jedes Fahrzeugteil im Hinblick auf mögliche Gewichtseinsparungen geprüft. Durch die Reduzierung des Fahrzeuggewichts um rund 12 kg wird ein Gramm CO2-Äquivalent pro Kilometer eingespart.

Brian Aranha, Vizepräsident Automotive Worldwide: „Als führender Stahllieferant für die Automobilindustrie weltweit arbeiten wir seit vielen Jahren mit allen Automobilherstellern gemeinsam an der Reduzierung des Gewichts ihrer Fahrzeuge. Die ArcelorMittal S-in motion-Studie von November 2010 hat bereits eine ganze Reihe innovativer Stahllösungen ergeben, mit denen sich das Gewicht der Rohkarosse sowie von Anbauteilen, wie den Türen, bei bestehenden und künftigen Serienfahrzeugen erheblich reduzieren lässt. Dies ist der nächste Schritt auf unserem Weg, wenn wir unseren Kunden weiterhin gewichteinsparende und damit letztendlich kostensparende Lösungen anbieten wollen. Automotive ist eines unserer Franchise-Unternehmen, und wir sind mit allen führenden Erstausrüstern über eine mögliche Zusammenarbeit im Gespräch, um diese neuen Lösungen in das Design künftiger Fahrzeuge zu integrieren.“

Kurzfristige Gewichtseinsparungen mit herkömmlichen Stahlsorten
Die Verwendung bestehender hochfester Mehrphasenstähle (AHSS) in Verbindung mit höchstfesten Stählen (UHSS) erlaubt bei einer typischen Tür aus dem C-Segment bereits jetzt eine Gewichtsreduzierung von 18,3 kg auf nur noch 13,3 kg, wobei die Standardanforderungen an Struktur und Sicherheit erfüllt bleiben. Das ist eine erhebliche Gewichtsreduzierung für eine Automobilanwendung, wenn man bedenkt, dass Gewichtseinsparungen in der Automobilbranche üblicherweise in Gramm gemessen werden. Bei dieser kurzfristigen Lösung werden UHSS-Stähle wie MS 1500 und Usibor® für die Strukturbauteile und Dualphasenstähle wie FF280DP für die Außenhaut verwendet. Diese Stähle sind bereits verfügbar und kommen heute schon in Serienfahrzeugen zum Einsatz.

Bei dem neu gestalteten Außenblech der kurzfristigen Türlösung wird FF280DP in einer Dicke von nur 0,6 mm verwendet, mit lokalen Verstärkungen (Patches) zur Verbesserung der Steifigkeit. Zu dieser Lösung gehört auch ein neues Innenblechkonzept mit lasergeschweißten Platinen von sehr geringer Dicke.

Sowohl bei der kurz- als auch bei der mittelfristigen Lösung werden die Gewichtseinsparungen zum Teil durch Verwendung von dünnerem Stahl für die Türaußenhaut erzielt. Diese als Dickenreduzierung bekannte Technik ist jedoch nur mit Stählen möglich, die eine höhere Streckgrenze aufweisen, um eine Beulfestigkeit der Türen nach Industriestandards zu gewährleisten.

Mittelfristige Lösungen mit neuen Stahlsorten in der Entwicklung
Die mittelfristigen Lösungen gehen, bei gleichen Leistungen, bei der Gewichtsreduzierung weiter. Durch Verwendung von lasergeschweißten Platinen werden die Eigenschaften lokal optimiert. Es stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, um die unterschiedlichen Türtypen an die Bedürfnisse der Kunden anzupassen. In den nächsten Jahren werden neue hochfeste Stähle und Technologien auf den Markt kommen, so dass diese Lösungen bis 2017 verfügbar sein werden.

Zu den Anforderungen an eine Tür aus dem C-Segment gehört, dass sie bei Frontal- und Seitencrashlastfällen ihre Funktion erfüllen muss. ArcelorMittal möchte die kurzfristige Türlösung weiterentwickeln mit dem Ziel einer Gewichtsreduzierung um bis zu 34 %, d. h. einem Türgesamtgewicht von 12 kg. Dazu sind innovative Stahlsorten erforderlich, die derzeit entwickelt werden, wie Usibor® 2000 für verdeckte Teile und andere AHSS für die Außenhaut, um deren Dicke auf 0,5 mm zu reduzieren. Da die Anforderungen an breitere Türen aus dem D-Segment die Frontalcrashlastfälle nicht umfassen, sind diese Türen leichter und das Potenzial zur Gewichtsreduzierung ist begrenzt.

Greg Ludkovsky, Vizepräsident Global R&D: „Viele der entscheidenden Innovationen bei den Automobilstahl-Produkten und -Lösungen der vergangenen 10 Jahre sind von den R&D-Teams von ArcelorMittal gekommen. Bei Anwendung der bestehenden Lösungen kann eine Fahrzeugtür um 30 Prozent günstiger sein als eine Aluminiumtür. Innovative Stahllösungen wie die ultraleichten Fahrzeugtüren sind ein weiterer Beweis dafür, dass Stahl bei weitem das nachhaltigste, vielseitigste und erschwinglichste Material ist, mit dem Automobilhersteller leichtere Fahrzeuge bauen und ihre Gewichtseinsparungsziele rechtzeitig erreichen können.“

Weitere Informationen und Illustrationen zu den neuen Lösungen für ultraleichte Fahrzeugtüren von ArcelorMittal finden Sie auf unserer Internetseite: www.arcelormittal.com/automotive