Stahl schneiden mit Magnetfeldern

Hochfeste Stähle in modernen Autokarosserien sind bei einem Unfall eine der wirksamsten Lebensversicherungen für die Fahrzeuginsassen. Doch die so große Stabilität und hohen Unfallschutz bietenden Bleche sind zugleich eine der größten Herausforderungen, wenn es gilt, sie bei der Fahrzeugproduktion zu bearbeiten.

Nur mit aufwendigen Stanzwerkzeugen oder energiefressenden Laserwerkzeugen ließen sich bislang Öffnungen in das harte Blech schneiden. Nun gibt es eine verblüffende Alternative: das superschnelle und berührungslose Schneiden mit starken elektromagnetischen Feldern.

Elektromagnetische Pulstechnologie (EMPT) nennt sich dieses Verfahren, mit dem sich zum Beispiel die Durchtrittsöffnung für ein Kabel in nur 200 Millisekunden gewissermaßen in den gehärteten Stahl blasen lässt. Das ist siebenmal schneller als bislang mit einem Laser möglich. Und das Verfahren ist so sauber, dass an der Schnittstelle kein Grat entsteht, der eine Nachbearbeitung erfordert. Denn weder ein mechanisches Schneidwerkzeug noch ein energiereicher Laserstrahl kommt mit dem Blech in Kontakt.

Für den die Öffnungen im Stahlblech erzeugenden Schnitt sorgt stattdessen ein von einem sogenannten Pulsgenerator erzeugtes energiereiches elektromagnetischen Feld. Das trifft mit einem Druck von etwa 3.500 bar, was dem Gewicht von drei Kleinwagen auf einem Fingernagel entspricht, auf den zu bearbeitenden Stahl. Und diese gewaltigen Kräfte reichen aus, das Material zum Erzeugen einer Öffnung gewissermaßen herauszuschleudern.

Die Pulsgeneratoren für diese revolutionäre Technik bestehen aus einer Spule, einer Kondensatorbatterie, einer Ladeeinrichtung und Hochstromschaltern. Werden die geschlossen, entladen sich die Kondensatoren binnen Mikrosekunden über die Spule, deren hoher Strom das energiereiche Magnetfeld erzeugt, mit dem der Stahl durchtrennt wird.

Entwickelt wurde diese revolutionäre Scheidtechnik vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (WU) in Chemnitz, dessen Forscher auch die Spulen für die jeweils gewünschte Schnittform herstellen. Von der Alzenauer Firma PSTproducts stammen die EMPT-Systeme. Und ein wichtiger Entwicklungspartner für das zukunftsträchtige Schneiden von Blech mit magnetischen Feldern sind die benachbarten Volkswagen-Werke.