Lange schien die Elektromobilität mit dem Werkstoff Stahl nicht zu harmonieren, weil vor allem Gewichtsersparnis gefordert war. Doch diese Denkweise ist überholt.
Der Werkstoff Stahl galt lange Zeit als zweite Wahl, wenn es um Elektrofahrzeuge ging. Das ändert sich gerade, und zwar nicht trotz, sondern wegen der zunehmenden Zahl an Elektroautos.
Eine Studie des indischen Stahlkonzerns Tata Steel prognostiziert, dass allein die europäische Autoindustrie in den nächsten 30 Jahren bis zu 25 Prozent mehr Stahl ordern wird.
Statt heute rund 17,5 Millionen Tonnen pro Jahr wären das dann 21,7 Millionen Tonnen.
Im Vergleich mit anderen Metallen sei Stahl einfach zu schwer, hieß es lange Zeit bei Elektroautoherstellern. Tesla setzte auf leichtere Werkstoffe wie Aluminium oder Titan, BMW bei den i-Modellen auf kohlefaserverstärkte Kunststoffe.
Das Gewicht der Elektroautos sollte so weit wie möglich gedrückt werden, um die Reichweiten der Stromer zu erhöhen.
Vom Gewicht des Autos hängen jedoch auch Bremsweg und Crashverhalten ab. Da 80 Prozent des Gesamtgewichts eines konventionellen Fahrzeugs auf Stahl entfallen, ist klar, dass es hier das größte Potenzial zum Gewichtsparen gibt.
Verbesserte Umform-Technologien
Doch sinkt das Gewicht, steigen meist die Kosten. Bei Stahl lässt sich günstiger Gewicht sparenals bei anderen Materialien.
Das Gewicht eines Aluminiumbauteils zu senken, ist im Vergleich zu einem Stahlbauteil fünfmal teurer. Komponenten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff in gleicher Größenordnung leichter zu machen, ist bis zu 50-mal so teuer.
Es ist also billiger, beim Stahl zu sparen. "Elektroautos müssen erschwinglich sein. Dafür brauchen sie vor allem wirtschaftlichen, kostenoptimierten Leichtbau – und der ist nur mit Stahl zu realisieren", sagt André Matusczyk, Chef des Autogeschäfts bei Thyssenkrupp Steel.
Thyssenkrupp erweitert das Angebot an kalt- und warmumgeformten Stählen. Zudem arbeitet der Stahlkonzern an verbesserten Umform-Technologien.
Bei der Karosserie des aktuellen VW Golf werden durch warmumgeformte Leichtbaustähle 23 Kilogramm eingespart. Und mit dem Kaltumform-Verfahren Smartform will Thyssenkrupp künftig geometrisch anspruchsvolle Bauteile passgenau im Presswerk herstellen.
Vorteil: Es gelangt nur genau so viel Stahl wie nötig in den Fertigungsprozess. "Wir erreichen eine Materialersparnis von rund 15 Prozent", sagt Matusczyk.
Erhitzen und zeitgleich formen
Der österreichische Konzern Voestalpine setzt ebenfalls auf effiziente Stahlumformung. Vor zwei Jahren nahm Voestalpine eine "Phs-directform"-Anlage im baden-württembergischen Schwäbisch Gmünd in Betrieb.
Auf dem Gelände kann Stahlband zu Karosserieteilen verarbeitet werden. Der Stahl wird in nur einem Schritt wärmebehandelt und in Form gebracht. Die Bauteile kommen anschließend etwa als Seitenwände oder Türelemente zum Einsatz.
Der spanische Metallverarbeiter Gestamp hält eine Gewichtsreduktion von bis zu 25 Prozent durch Warmumformung für möglich. "Jedes Auto, egal ob elektrisch oder konventionell, benötigt eine Karosse, ein Fahrwerk sowie mechanische Komponenten", sagt ein Gestamp-Sprecher.
Hier werde man auch künftig Stahl verwenden, sind die Spanier optimistisch. "Der Werkstoff Stahl hat – auch im Bereich Leichtbau – sein Potenzial bei Weitem noch nicht ausgeschöpft", sagt Thyssenkrupp-Steel-Manager Matusczyk.
Stahl passt auch zum E-Antrieb
Bei BMW erlebt Stahl gerade eine Renaissance, obwohl der Autobauer vor einigen Jahren schon das Carbon-Zeitalter ausgerufen hatte.
Den teuren Leichtbau-Werkstoff verwendet BMW zwar weiterhin in den i-Modellen. Beim neuen Fünfer jedoch verzichtet der Autobauer komplett auf Carbon. Stattdessen wird ein Mix aus Aluminium, Magnesium und hochfesten Stählen verbaut.
Beim nächsten Dreier dürfte es ähnlich aussehen. Das Modell soll dennoch um etwa 50 Kilogramm leichter werden. Sogar bei den Modellen M3 und M4, technologisch die Speerspitzen ihrer Baureihen, wird wieder auf Stahl gesetzt.
Die bis Anfang 2017 verbaute Gelenkwelle aus kohlefaserverstärktem Kunststoff musste einer Welle aus Stahl weichen.
Auch Tesla hat mit dem Model 3 ein stählernes Auto auf dem Markt – im Gegensatz zum Model S mit Alukarosserie. Stahl und E-Antrieb – was einst schwer vermittelbar war, könnte das Erfolgsrezeptder Zukunft sein.
Quelle: automobilwoche.de
Der Werkstoff Stahl galt lange Zeit als zweite Wahl, wenn es um Elektrofahrzeuge ging. Das ändert sich gerade, und zwar nicht trotz, sondern wegen der zunehmenden Zahl an Elektroautos.
Eine Studie des indischen Stahlkonzerns Tata Steel prognostiziert, dass allein die europäische Autoindustrie in den nächsten 30 Jahren bis zu 25 Prozent mehr Stahl ordern wird.
Statt heute rund 17,5 Millionen Tonnen pro Jahr wären das dann 21,7 Millionen Tonnen.
Im Vergleich mit anderen Metallen sei Stahl einfach zu schwer, hieß es lange Zeit bei Elektroautoherstellern. Tesla setzte auf leichtere Werkstoffe wie Aluminium oder Titan, BMW bei den i-Modellen auf kohlefaserverstärkte Kunststoffe.
Das Gewicht der Elektroautos sollte so weit wie möglich gedrückt werden, um die Reichweiten der Stromer zu erhöhen.
Vom Gewicht des Autos hängen jedoch auch Bremsweg und Crashverhalten ab. Da 80 Prozent des Gesamtgewichts eines konventionellen Fahrzeugs auf Stahl entfallen, ist klar, dass es hier das größte Potenzial zum Gewichtsparen gibt.
Verbesserte Umform-Technologien
Doch sinkt das Gewicht, steigen meist die Kosten. Bei Stahl lässt sich günstiger Gewicht sparenals bei anderen Materialien.
Das Gewicht eines Aluminiumbauteils zu senken, ist im Vergleich zu einem Stahlbauteil fünfmal teurer. Komponenten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff in gleicher Größenordnung leichter zu machen, ist bis zu 50-mal so teuer.
Es ist also billiger, beim Stahl zu sparen. "Elektroautos müssen erschwinglich sein. Dafür brauchen sie vor allem wirtschaftlichen, kostenoptimierten Leichtbau – und der ist nur mit Stahl zu realisieren", sagt André Matusczyk, Chef des Autogeschäfts bei Thyssenkrupp Steel.
Thyssenkrupp erweitert das Angebot an kalt- und warmumgeformten Stählen. Zudem arbeitet der Stahlkonzern an verbesserten Umform-Technologien.
Bei der Karosserie des aktuellen VW Golf werden durch warmumgeformte Leichtbaustähle 23 Kilogramm eingespart. Und mit dem Kaltumform-Verfahren Smartform will Thyssenkrupp künftig geometrisch anspruchsvolle Bauteile passgenau im Presswerk herstellen.
Vorteil: Es gelangt nur genau so viel Stahl wie nötig in den Fertigungsprozess. "Wir erreichen eine Materialersparnis von rund 15 Prozent", sagt Matusczyk.
Erhitzen und zeitgleich formen
Der österreichische Konzern Voestalpine setzt ebenfalls auf effiziente Stahlumformung. Vor zwei Jahren nahm Voestalpine eine "Phs-directform"-Anlage im baden-württembergischen Schwäbisch Gmünd in Betrieb.
Auf dem Gelände kann Stahlband zu Karosserieteilen verarbeitet werden. Der Stahl wird in nur einem Schritt wärmebehandelt und in Form gebracht. Die Bauteile kommen anschließend etwa als Seitenwände oder Türelemente zum Einsatz.
Der spanische Metallverarbeiter Gestamp hält eine Gewichtsreduktion von bis zu 25 Prozent durch Warmumformung für möglich. "Jedes Auto, egal ob elektrisch oder konventionell, benötigt eine Karosse, ein Fahrwerk sowie mechanische Komponenten", sagt ein Gestamp-Sprecher.
Hier werde man auch künftig Stahl verwenden, sind die Spanier optimistisch. "Der Werkstoff Stahl hat – auch im Bereich Leichtbau – sein Potenzial bei Weitem noch nicht ausgeschöpft", sagt Thyssenkrupp-Steel-Manager Matusczyk.
Stahl passt auch zum E-Antrieb
Bei BMW erlebt Stahl gerade eine Renaissance, obwohl der Autobauer vor einigen Jahren schon das Carbon-Zeitalter ausgerufen hatte.
Den teuren Leichtbau-Werkstoff verwendet BMW zwar weiterhin in den i-Modellen. Beim neuen Fünfer jedoch verzichtet der Autobauer komplett auf Carbon. Stattdessen wird ein Mix aus Aluminium, Magnesium und hochfesten Stählen verbaut.
Beim nächsten Dreier dürfte es ähnlich aussehen. Das Modell soll dennoch um etwa 50 Kilogramm leichter werden. Sogar bei den Modellen M3 und M4, technologisch die Speerspitzen ihrer Baureihen, wird wieder auf Stahl gesetzt.
Die bis Anfang 2017 verbaute Gelenkwelle aus kohlefaserverstärktem Kunststoff musste einer Welle aus Stahl weichen.
Auch Tesla hat mit dem Model 3 ein stählernes Auto auf dem Markt – im Gegensatz zum Model S mit Alukarosserie. Stahl und E-Antrieb – was einst schwer vermittelbar war, könnte das Erfolgsrezeptder Zukunft sein.
Quelle: automobilwoche.de
Gruß
Uwe
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