Crashsichere Leichtbautechnologie entwickelt

Weniger Fahrzeuggewicht bei gleichbleibender Crashsicherheit wollen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik durch ein neues Verfahren erreichen. Schließlich darf die Unfallsicherheit nicht leiden, wenn die Autos leichter werden, um dadurch den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen zu senken.Bisher besteht die Fahrzeugkarosserie überwiegend aus einer homogenen Stahlblechkonstruktion mit konstanten Bauteil-Blechdicken, die auf die höchsten lokalen Belastungen ausgelegt sind. In niedrig belasteten Bereichen ist die Blechstärke daher oft höher als erforderlich und sorgt damit für unnötiges Gewicht. Zusätzlich kommen oft teure hochfeste Stahlbleche zum Einsatz, um einen guten Kompromiss zwischen Bauteilmasse, -kosten und Crashsicherheit zu erzielen.

Um die Eigenschaften in Karosseriebauteilen präziser auf die einwirkenden Belastungen abzustimmen, verfolgen die Ingenieure einen neuartigen Ansatz der „lokalen Laserverfestigung“. Dabei werden kostengünstige, niedrigfeste Stahlbleche in stark beanspruchten Bereichen lokal mit Laserstrahlen verfestigt. Ein fokussierter Laserstrahl erwärmt das unbehandelte Blech und es schmilzt teilweise. Dadurch entstehen harte Bereiche: etwa zwei Mal fester als vorher. Über einen erreichbaren höheren Deformationswiderstand hinaus lässt sich zugleich das Deformationsverhalten beeinflussen. Bei Praxistests konnte nach lokaler Verfestigung von nur drei Prozent des Bauteils ein doppelt so gute Crashperformance ermittelt werden.

Die Forscher haben das neue Verfahren im Kundenauftrag bereits an Crashprofilen und Sitzkomponenten angewendet. Dank reduzierter Wandstärken wurden bis zu 20 Prozent Bauteilgewicht eingespart, ohne dabei die Crashsicherheit zu vernachlässigen.