Fallstudie

Shape Corp. hat mit Docol® Stahl Karosseriebauteile optimiert

05. Juli 2021 6 Min. gelesen

Stoßfänger aus Docol Stahl

Fallbeispiel

Land USA
Firma Shape Corp.
Branche Automobilindustrie

Die Grundform des Autos hat sich seit einem Jahrhundert nicht stark verändert, die Karosseriestruktur hingegen sehr. Dank der extra- und ultrahochfesten Stahlgüten von SSAB konnte Shape Corp. die Karosseriebauteile von Fahrzeugen verbessern, was die Sicherheit erhöht und das Gewicht reduziert hat.

Die Automobilindustrie befindet sich in einem ständigen Wandel, was bedeutet, dass die Produktentwicklung ein Schlüsselfaktor für den Erfolg ist. Einer der aktuellen Megatrends ist die Elektrifizierung. Dabei geht es nicht nur um den Wechsel von Antrieb und Energiespeicherung, sondern auch um beträchtliche Veränderungen bei der Karosserie eines Fahrzeugs.

„Ein Elektrofahrzeug hat einen anderen Schwerpunkt, weil die Batteriemodule normalerweise unter den Insassen angeordnet sind“, erklärt Brian Oxley. „Bei verschiedenen Antriebsstrangkonstruktionen dämpft das Auto einen Aufprall unterschiedlich. Zudem muss die Batterie selbst geschützt werden.“

Brian Oxley ist Experte für Produktentwicklung bei Shape Corp., einem Maschinenbau- und Fertigungsunternehmen, das sich auf Crashschutzsysteme und Karosseriebauteile für Automobile spezialisiert hat. Shape Corp. ist ein weltweit aktives Unternehmen mit Hauptsitz in Michigan (USA), das unter anderem die Säulenkonstruktionen im Fahrgastraum sowie die vorderen und hinteren Stoßfänger entwickelt.

Stahlkonstruktion für Anwendungen in der Automobilindustrie von Shape Corp.

Stahl, der dünner, fester und nutzbarer ist

Stahl ist eines der Hauptmaterialien, die Shape Corp. verwendet – genauer gesagt Docol® Stahl. Die Zusammenarbeit mit dem Stahllieferanten SSAB besteht seit vielen Jahren. Angesichts der sich wandelnden Bedürfnisse des Kunden hat SSAB festere und dünnere Stahlgüten entwickelt. Dieses langfristige Streben nach Festigkeit spiegelt die höheren Anforderungen an Sicherheit und Effizienz wider. Gleichzeitig erfüllt der dünnere Stahl dieselben Sicherheitsanforderungen wie die dickeren Güten, aber mit dem Vorteil, weniger zu wiegen und somit das Gewicht zu verringern.

„Einer der ersten Stähle, die wir von SSAB verwendet haben, war der Docol 1300M“, erklärt Oxley. „Er wurde hauptsächlich für Stoßfänger verwendet. Wir hatten 980er verwendet, so dass es bis zum 1.300er ein großer Schritt war. Er war um rund 50 Prozent fester, so dass wir innovative Wege finden mussten, um effizient zu sein und das Material zu nutzen.“

Ein festeres Material ist großartig, aber Sie müssen es zu nutzen wissen. Dies ist einer der Stärken von Shape Corp.: Das Unternehmen ist in der Lage, innovative Wege zu finden, um den Stahl in die richtigen Formen umzuformen.

„Die Stahlgüte Docol 1500M von SSAB war Teil eines meiner ersten Projekte“, sagt Oxley. „Wir haben geometrische Innovationen und neue Stoßfängerprofile entwickelt. Wir haben Konstruktionen entwickelt, um die Festigkeit dieses Materials voll auszuschöpfen. Unsere Kunden haben diese Lösung akzeptiert und heute wird sie in Fertigungsstätten in den USA, der EU, Mexiko und China verwendet.“

Konstruktionskonzepte für die Automobilindustrie von Shape Corp.

Verbesserte Sicherheit bei geringeren Kosten

Eine der beeindruckendsten Innovationen der Shape Corp. ist das Dachträgerrohr, das Deckenteil des Rahmens für die Fahrgastzelle.

„Es gab ähnliche Anwendungen auf dem Markt, aber sie verwendeten einen Stahl mit einer geringeren Festigkeit“, sagt Oxley. „Wir hatten die Idee, die Biegetechnologie mit einem höherfesten Stahl zu verwenden, was auch die Kosten senkt.“

Der Prozess nutzt die Technologie von Shape Corp., um in einer einzelnen Anwendung umzuformen und zu biegen. Der festere Stahl würde die Sicherheit für die Beifahrer verbessern, während die geringeren Kosten die Gewinne der Hersteller verbessern würden. Das kleinere Profil ermöglicht eine bessere Sicht des Fahrers, einen größeren Innenraum und ein besseres Verstauen der Airbags. Doch benötigte Shape Corp. den richtigen Stahltyp, um damit zu arbeiten.

„SSAB hat mit uns zusammen an der Entwicklung der Güte gearbeitet und diese dann auch für den weltweiten Markt bereitgestellt.“

Brian Oxley, Experte für Produktentwicklung bei Shape Corp.

Brian Oxley, Experte für Produktentwicklung bei Shape Corp.

Eine lange Partnerschaft bei gemeinsamer Entwicklung

Shape Corp. wandte sich an SSAB und erläuterte die technischen Anforderungen an diesen festeren Stahl. In einem gemeinsamen Prozess haben SSAB und Shape Corp. die Stahlgüte Docol® 1700M entwickelt. Auf diese Weise entstanden neue A-Säulen mit einem verbesserten Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht von über 50 Prozent, wodurch bis zu 4,5 Kilo Gewicht pro Fahrzeug eingespart werden konnten.

Shape Corp. zeigte Ford das neue Konzept, die es schnell in einige ihrer beliebtesten Fahrzeuge einführten. 2019 gewann Shape Corp. den 20. Swedish Steel Prize für die neuartige Verwendung von martensitischem Stahl in einem umgeformten Rohr für Dachschienenanwendungen in der Automobilindustrie.

„SSAB hat mit uns zusammen an der Entwicklung der Güte gearbeitet und dann dazu beigetragen, den Weltmarkt damit zu beliefern“, sagt Oxley. „Die Zusammenarbeit war großartig, da SSAB sein Angebot an Güten kontinuierlich erweitert und die Festigkeit und Dicke verbessert hat. Wir haben auch bei Beschichtungen kooperiert. Ein festeres Material stellt größere Anforderungen an die Beschichtung.“

Jetzt arbeiten Shape Corp. und SSAB an einer neuen Herausforderung: Ebenheit. Die Stahlkomponenten müssen äußerst präzise sein und konsistente Abmessungen haben, damit sie richtig geschweißt werden können. Die beiden langfristigen Partner haben gemeinsam einen Nivellierungsprozess entwickelt, um die Ebenheit zu erzielen, die von den Kunden von Shape Corp. verlangt wird.

„SSAB hat immer wieder die Lösungen geliefert, die wir brauchen“, sagt Oxley.

Coil mit hochfestem Stahl von SSAB

Über Shape Corp.

  • Shape Corp. wurde 1974 gegründet und hat seinen Sitz in Grand Haven im US-Bundesstaat Michigan.
  • Das Unternehmen ist ein wichtiger Zulieferer für die Automobilindustrie.
  • Eine Spezialität des Unternehmens sind Karosserien aus Stahl und Stoßfängerkomponenten für Autos.
  • Das Unternehmen kann auf eine lange Geschichte bei Prozess- und Materialinnovationen in der Fertigung zurückblicken.

SSAB Stahl, der von Shape Corp. verwendet wird

  • Docol® 1300M Stahl
  • Docol® 1500M Stahl
  • Docol® 1700M Stahl
Herstellung durch Shape Corp.
Stahlkonstruktion für Anwendungen in der Automobilindustrie von Shape Corp.
Herstellung durch Shape Corp.
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