Lernziele und -inhalte:
Die Studierenden erwerben Kenntnisse zur Werkstoffauswahl in modernen Leichtbauarchitekturen im Fahrzeugbau. Dabei sind sie in der Lage, die besondere Rolle von Leichtbaustrukturkomponenten aus höchstfestem Stahl insbesondere unter Nachhaltigkeitsaspekten zu identifizieren und im Hinblick auf deren Herstellung und Anwendung in die jeweilige Systemumgebung einzuordnen.
Sie erlernen dabei explizite Kenntnisse und Fähigkeiten zur Herstellung solcher Komponenten mit dem hochaktuellen Fertigungsverfahren des sog. Presshärtens. Dabei verfügen sie nicht allein über ein hinreichendes Verständnis des grundlegenden Prozessverlaufs, sondern auch über Spezialkenntnisse zur gezielten funktionalen Gradierung von Bauteileigenschaften. Nebeneffekt sind dabei der Erwerb von Kenntnissen im Bereich der für die Prozessüberwachung und Qualitätssicherung notwendigen Mess- und Prüfverfahren unter besonderer Berücksichtigung des Aspektes des für das Presshärten charakteristischen thermisch-mechanisch gekoppelten Prozessverlaufes.
Mit dem seit den 90er Jahren dramatisch gewachsenen Bewusstsein, dass Umwelt- und Klimaschutz auch und vor allem einschneidende Maßnahmen im Bereich des Individualtransportes verlangen, wurden Forderungen nach einem effektiven Leichtbau für Personenfahrzeuge zunehmend lauter. Dass der Werkstoff Stahl aufgrund seines wirtschaftlichen und technischen Potenzials dabei nach wie vor eine gewichtige, allerdings deutlich gewichtsreduzierte Rolle spielen sollte, erschien unumgänglich. Zentrales Kriterium für den Leichtbau war und ist nach wie vor dabei eine möglichst hohe intrinsische Belastbarkeit durch die Einstellung höchster Werkstofffestigkeiten. Bewegt man sich allerdings zu derart hohen Festigkeiten, dann grenzt sich die Auswahl verfügbarer Stähle auf solche Güten ein, die ihre Eigenschaften erst durch eine gezielte Wärmebehandlung entfalten.
Genau diese Gruppe von Stählen adressiert das Presshärten. Dabei ist es die Besonderheit, dass durch Einbettung der Formgebung in den Temperatur-Zeit-Zyklus des Härtens nicht nur die erwarteten höchsten Festigkeiten erreicht werden, sondern auch überaus komplexe Bauteilgeometrien mit vergleichsweise geringen Formgebungskräften in einem einzigen Prozessschritt eingestellt werden können. Derart hergestellten Komponenten bilden heute das Kernelement moderner Fahrzeugarchitekturen.
Die vorliegende Lehrveranstaltung vermittelt dabei ein vollständiges Paket von Informationen und Fähigkeiten, die darauf abzielen, den Studierenden alle relevanten Aspekte dieser hochaktuellen Technologie von der Theorie zur Praxis zu vermitteln. Solche Aspekte sind:
- Technologieentwicklung von der Idee bis zur globalen Anwendung
- Funktionsaspekte (Sicherheit vs. Leichtbau)
- Anwendung in modernen Fahrzeugarchitekturen
- Prozessstrategien und Werkstoffsysteme
- Eigenschaftsvariabilität und Strategien zur funktionalen Gradierung
- Prozessparameterauswahl und -einstellung
- Mess- und Prüftechnik für Werkstoffe und Prozesse