Extreme Hydroforming

Oswald Hydroforming? die Sachsen heißen seit 23.2. Salzgitter Hydroforming, sind nach ISO TS 16949 zertifiziert und haben offiziell ihre vierte IHU-Presse in betrieb genommen. „Damit können wir unseren Output um mindestens 15% steigern“, betont Jörg Brakemeier. Co-Geschäftsführer Peter Freytag und wichtige partner nennen aktuelle IHU-Potenziale.

11. Mai 2006

Rund 1,5 Mio. Hydroform-Teile hatte Oswald Hydroforming in 2005 produziert. Unter dem Dach des Salzgitter-Konzerns, einem der fünf größten Stahlproduzenten Europas, soll es jetzt weiter aufwärts gehen. Entschieden hatte sich Salzgitter schon 1999 mit dem Einstieg bei Oswald Hydroforming für das überzeugende Unternehmenskonzept und ein erfahrenes Team, das sich seit 1990 mit IHU beschäftigte. Nach der 25%igen Beteiligung und der Anschaffung der ersten Presse ging dann alles schnell: 2001 wurde die dritte Schuler-Presse installiert, 2003 übernahm der Konzern die übrigen 75%. Vorläufiger Höhepunkt ist die Umfirmierung und die vierte Presse.

Damit liegt das Werk Crim­mitschau, 70 km südlich Leipzig, weit über Schnitt: Denn nach einer Marktanalyse waren 2005 exakt 116 IHU-Pressen in 51 europäischen Firmen im Einsatz. Die anfängliche IHU-Euphorie in den frühen 90ern mit einem durchschnittlichen ‚Maschinen-Wachstum’ von über 30% zwischen 2001 und 2005 hat sich auf gut 10% eingependelt. Ähnlich die von Porsche 1999 für die Salzgitter AG durchgeführte Potenzial-analyse, die der IHU eine Wertschöpfung für 2002 von rund 88 Mio. Euro prognostizierte. Real waren es 76 Mio. Euro, was nach Einschätzung von Salzgitter-Finanzvorstand Dr.-Ing. Heinz Jörg Fuhrmann eine gute Prognose gewesen sei. „Wie letztlich zu erwarten war, ging die Soll-Ist-Schere bis 2006 noch weiter auseinander. Porsche hatte 1999 rund 144 Mio. Euro kalkuliert, eintreffen werden wohl 106 Mio. Euro. Momentan befindet sich die rund 50 Unternehmen starke Branche in einer Konzentrationsphase“, was Heinz Jörg Fuhrmann als Chance sieht, den derzeitigen Marktanteil von Salzgitter Hydroforming von gut 5% und deren Position unter den ersten sechs in Europa weiter auszubauen.

Optimale AG-Basis

„Für das Hydroforming bietet die Salzgitter AG natürlich die optimale Basis. Wir bilden vom Erz bis zum Technologieprodukt eine durchgängige Prozesskette“, so Heinz Jörg Fuhrmann. Ziel sei mit dem verstärkten Hydroforming-Engagement komplexes Anwender-Know-how zu erschließen, „aber vorhandenen Kunden keinen Wettbewerb zu machen“, lautet die Prämisse für Crimmitschau. Gerade durch das Konzern-Know-how sieht Peter Freytag viele Chancen für das Hydroforming. „Derzeit beschäftigen wir sechs Entwickler in Crimmitschau. Wir können aber schon seit geraumer Zeit auf das Know-how der Salzgitter AG und der leistungsstarken Salzgitter Mannesmann Forschung und Mannesmann Präzisrohr zugreifen.“ Neben der Werkstoff-Entwicklung der Salzgitter Mannesmann Forschung profitiert die Hydroforming-Sparte auch von der MHP Mannesmann Präzisrohr GmbH. Geschäftsführer Martin Kießling sieht vor allem seine geschweißten Präzisionsstahlrohre mit maßgeschneiderten Eigenschaften als ideale Basis für das Hydroforming: „Wir unterstützen damit die Leichtbaukonzepte durch Einsatz unserer hoch- bis höchstfesten Stähle. So bieten dereit Rohre aus lufthärtenden Stählen neue Möglichkeiten der Bauteilauslegung.“ Zudem würden die TDT, die Tailor Drawn Tubes, laut Martin Kießling bis zu 20% Gewichtsvorteile durch partielle Wanddicken-Reduzierung bringen. Bereits 20 Mio. Euro wurden in Crimmitschau bis dato investiert. Ein Ende ist noch nicht in Sicht - wenn es nach Jörg Brakemeier geht: „Wir denken bereits an unsere fünfte IHU-Presse.“ Platz genug ist vorhanden. So könnten die zwei großen Fertigungshallen noch weitere Pressen aufnehmen - und zudem besteht eine Option auf ein angrenzendes Grundstück mit rund 20.000 m2. Indes hob Peter Freytag das Potenzial des Hydroformings hervor: „IHU ist die zu­kunftsweisende und innovative

Variante, wenn es um wirtschaftlichen, kostenoptimierten Leichtbau geht. Mit unserer neuen 2000-t-Presse verfügen wir über einen der modernsten Anlagenparks in Europa und nehmen eine absolute Spitzenposition ein.“ Zudem eingekauft wurden eine zweite Durchlaufglühanlage, eine hydraulische Vorformpresse sowie Säge- und Biegetechnik. Derzeit sind vier CAD-Systeme für die Bauteil- und Werkzeugkostruktion im produktiven Einsatz; mittels FEM-Software werden der IHU- und der Biegeprozess simuliert. „Seit Anfang 2005 verzeichnen wir deutlich mehr Projekt-Neuanläufe“, betont Peter Freytag. Darunter eine Vielzahl von selbst entwickelten Serienbauteilen, aber auch fast 40 Prototyping-Projekte mit mehreren tausend hergestellten Proto­typen. Ziel sei es, die Position als Technologie-Spezialist für einbaufertige Hydroforming-Bauteile weiter auszubauen. „Für die Serienteile haben wir uns in 2006 null ppm vorgenommen“, erklärt Peter Freytag. Seit fünf Monaten oder 800.000 Teilen sei man diesbezüglich im Plan. Als eindrucksvolles IHU-Beispiel führt Peter Freytag das Atlas-Spaceframe-Projekt in Kooperation mit Karmann an. „Statt eines konventionellen Seitenwandrahmens wurden IHU-Komponenten verbaut, die das Gewicht der Baugruppe um 20% und die Bauteilanzahl um 35% reduzierten und gleichzeitig die Steifigkeit um 10% erhöhten - ganz abgesehen von den Kostenpotenzialen und der nachweislich deutlich gesteigerten Seitencrash-Performance.“

Hohen Nutzen verspricht Brakemeier mit der vierten Presse: „Damit fertigen wir komplexe Geometrien noch wirtschaftlicher und effektiver.“ Auf den vier IHU-Anlagen mit 630 bis 3.500 t Schließkraft lassen sich mit Innendrücken bis 4.000 bar fast alle IHU-Teile pressen - vom hochfesten Fahrwerks- und Strukturteil bis zum filigranen Abgasteil und Fitting.

Up to date

Dass die neue IHU-Presse up to date ist, skizziert Schuler-Hydroforming-Geschäftsführer Klaus-Peter Hennig: „Unsere vierte Presse bei Salzgitter Hydroforming ist die modernste Langhubpresse am Markt.“ Ein Höchstmaß an Flexibilität würde nicht nur die komplett neue Steuerungs-Generation bieten. Die Schuler MultiView HF basiert auf einer Beckhoff-Steuerung und besteht aus sechs Modulen. „Gegenüber der Pressen-Performance des Baujahrs 1998 hat unsere 2006-Version vor allem 120% mehr Steuerungsfunktionen. Beispielsweise können vier unabhängige Nester programmiert werden.“ Zudem, so Klaus-Peter Hennig, bekommt der Hydroformer mit der neuen Generation 60% mehr Prozessfunktionen und 20% mehr Geschwindigkeit. „Die 20% werden allein beim Heben und Senken der Stößel erreicht. Unterm Strich haben wir die Zykluszeit um 25% verkürzt.“ Gelungen sei dies in erster Linie durch verbesserte, geschlossene Regelkreise in der Steuerung. Große Vorteile verspricht Klaus-Peter Hennig gegenüber einer Numerik-H-Steuerung mit der neuen Visualisierung, die die Programmierung deutlich vereinfacht. Stillstandzeiten verringert das neue Diagnosesystem. Ergebnis: gut 95% Verfügbarkeit.

Schuler benötigte acht Monate für den Bau und zwei Monate für Installation und Einfahren der 2000-t-Presse. Der Stößelhub macht 800 mm, der Einbauraum 2,5x1,5x1,6 m, die Eilsenk-Geschwindigkeit 500 mm/s, im Rücklauf 530 mm/s. Die Zykluszeit ohne Prozess hat Schuler mit 7,8 s belegt. Zwei Wirkkreise mit maximal 4.000 bar sind installiert.

Durch neue Werkstoffe mehr IHU-Potenzial in den nächsten Jahren, das verspricht Prof. Dr.-Ing. Matthias Niemeyer. Der Geschäftsführer der Salzgitter Mannesmann Forschung hat dafür zwei neue Werkstoffe ausgemacht. „Vor allem die von uns entwickelten hoch manganhaltigen HSD-Stähle und die vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung designten hoch aluminiumhaltigen Triplex-Stähle könnten schon bald Quantensprünge in puncto Festigkeit und Verformbarkeit ermöglichen.“

Quantensprünge in puncto Festigkeit

Dies belegt Matthias Niemeyer mit einem Blick ins Bruchdehnungs-Dehngrenzen-Diagramm. Edelstähle und lufthärtende Stähle könnten dort noch annähernd mit der HSD- und Triplex-Konkurrenz mithalten, die zur Bruchdehnung zwischen 50 bis 70% und Streck-/Dehngrenze zwischen 200 bis 1.000 MPa jetzt auch noch Elastizität mitbrächten. Demnach weist der Werkstoff Stahl laut Matthias Niemeyer „schon mittelfristig ein immenses Potenzial auf - gerade für den Leichtbau“. Da sich IHU und Tiefziehen immer weiter annäherten, müssten bereits jetzt hohe Festigkeitsniveaus sowie die höheren Umform-/Verformungsreserven aus angepasster Duktilität genutzt werden. „Gleiches gilt für die zukünftigen Entwicklungen wie Mehrphasen- und Vergütungsstähle sowie für die HSD- und Triplex-Stähle.“

Unterm Strich verspricht Matthias Niemeyer nicht nur Materialeinsparungen, weniger Fertigungsoperationen, eine höhere Anzahl von Bauteilen je Hub, hohe Formstabilität und geringe Rückfederung.

FaktenDie Salzgitter AG

Weit mehr als 80 nationale und internationale Tochter- und Beteiligungsgesellschaften umfasst der Salzgitter Konzern. Mit über 7 Mrd. Euro Außenumsatz, mehr als 8 Mio. t Rohstahlproduktion pro Jahr und rund 18000 Mitarbeitern gehört die Salzgitter AG nach eigenen Angaben zu den führenden Stahltechnologie-Konzernen Europas. In den Segmenten Profil- und Flachstahl gehört der Konzern zu den Top 5 in Europa und nimmt im Bereich Röhren eine führende Position in der Welt ein. Mit Stahl machen gut 7100 Mitarbeiter 2,6 Mrd. Euro, die Röhrensparte (4267 Mitarbeiter) setzt 1,3 Mrd. Euro um, der Handel mit 1733 Mitarbeitern 2,8 Mrd. Euro und Dienstleistungen mit 4339 Mitarbeitern 0,9 Mrd. Euro. Die Salzgitter AG ist Mitglied des MDAX und gehört damit zu den Top 100 der deutschen Aktiengesellschaften. In den neuen Bundesländern beschäftigt der Konzern rund 1500 Mitarbeiter, davon 900 in Sachsen-Anhalt, 500 in Sachsen und 100 in Brandenburg.

Erschienen in Ausgabe: 04/2006