17-02-23
Weniger CO2 durch Induktion beim Presshärten
Gemeinsam mit der Universität Paderborn und weiteren Unternehmen möchte KIRCHHOFF Automotive das induktive Erwärmen von Formplatinen für pressgehärtete Karosseriebauteile zur Serienreife bringen. Dadurch könnten sehr viel CO2 Emissionen vermieden werden. Markus Löcker, Technology Develoment Specialist in Attendorn, ist Teil eines Forschungsteams, das an der Entwicklung dieses Verfahrens arbeitet.
Energie durch Induktion – das funktioniert nicht nur zuhause am Herd, sondern kann auch an einer Hot Forming Anlage funktionieren. „Erste Forschungsprojekte zur induktiven Erwärmung haben wir bereits ab 2010 begleitet. Dabei haben wir 2019 den Kopfbereich unserer B-Säule erfolgreich mittels Induktion erwärmt und anschließend in unserem B-Säulenwerkzeug umgeformt“, erklärt Markus Löcker.
Hot Forming (Presshärten) ist seit 15 Jahren fester Bestandteil im Portfolio unserer Herstellungstechnologien. Mit diesem Verfahren lassen sich hochfeste und sehr leichte Karosserieteile herstellen. Werden solche im Fahrzeug verbaut, hat dieses ein deutlich geringeres Gewicht, wodurch sich CO2 einsparen lässt.
Das klingt erst einmal gut. Die Herstellung pressgehärteter Teile verursacht allerdings hohe Emissionen. „Beim industriellen Presshärteprozess werden Blechplatinen üblicherweise in bis zu 40 Meter langen Öfen erwärmt. Um diese Öfen auf eine Temperatur von 950 Grad Celsius zu bringen, sind meistens fossile Energieträger notwendig“, erklärt Prof. Dr. Thomas Tröster, Inhaber des Lehrstuhls für Leichtbau im Automobil (LiA) an der Universität Paderborn und Vorstand der Initiative „Neue Mobilität Paderborn“ (NeMo).
Das Projektteam forscht nun an einer Methode, Platinen beim Presshärten induktiv zu erwärmen. Das funktioniert wie das Kochen auf dem Induktionsherd: Elektrisch leitfähige Körper (auf dem Herd der Kochtopf, beim Presshärten die Platinen) werden mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes erhitzt. Strom fließt durch eine Spule (Induktor) und erzeugt das Magnetfeld. Durch die Magnetwirkung werden Wirbelströme in das Material induziert, wodurch dieses sich erwärmt.
„In einem weiteren Forschungsprojekt mit verschiedenen Projektpartnern entwickeln wir innovative Blechbeschichtungen, die mittels Induktion erwärmt werden können. Die aktuell eingesetzten AlSi (Aluminium-Silicium)-Beschichtungen lassen eine komplette Erwärmung mittels Induktion nicht zu, da sie eine Diffusionszeit bei bestimmten Temperaturen benötigen“, erklärt Markus Löcker weiter.
Werden pressgehärtete Teile durch Induktion erwärmt, kann man regenerativ gewonnenen Strom dafür einsetzen und so Emissionen einsparen. Außerdem können hohe Temperaturen schneller und wirkungsvoller als bisher erreicht werden. Am Ende des Prozesses stehen dann Fahrzeuge, die sich umweltfreundlicher und effizienter herstellen lassen. Ein weiterer Vorteil einer induktiven Erwärmungsanlage ist der Platzbedarf: hier lassen im Vergleich zum Rollenherd-Ofen ca. 55% einsparen.
