Otto von Guericke-Preis 2019: Projekt „Neuartiger Einsatzstahl“ des Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien im Finale der ersten Drei

Der Bremer Werkstofftechniker Dr.-Ing. Holger Surm vom Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT war im Finale bei der diesjährigen Verleihung des Otto von Guericke-Preises am 13. November in Berlin mit seinem Team dabei. Surm und seine Kollegen Clemens Neipp von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen und Christian Weber von der Technischen Universität München überzeugten mit ihrer Arbeit zum Thema ‚Entwicklung von höchstfesten Stählen für alternative Wärmebehandlungen von Bauteilen im Kfz-Antriebsstrang‘ die Jury. „Der Otto von Guericke Preis würdigt herausragende Projekte der Anwendungsforschung“, so Surm. „Deshalb freut es mich sehr, dass die Jury unser Vorhaben zu den besten drei IGF-Projekten 2019 zählt.“ Der Otto von Guericke-Preis der AiF wird seit 1997 jährlich vergeben. Mit diesem Preis würdigt die AiF Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF).

Das Forschungsprojekt widmet sich Fragestellungen des massiven Leichtbaus. „Das Forschungsthema massiver Leichtbau bietet großes Potenzial für die Automobilindustrie“, so Professor Hans-Werner Zoch, geschäftsführender Direktor des Leibniz-IWT. „Der neu entwickelte Einsatzstahl ist ein weiterer Schritt, um Autos leichter und somit energieeffizienter zu machen. Ich freue mich sehr, dass die Jury des Otto von Guericke-Preises die Möglichkeiten dieses Stahls erkannt hat.“ Denn Autos werden zwar immer sicherer und komfortabler, dadurch aber auch zunehmend schwerer. Doch Leichtbau wurde bisher fast nur im Karosseriebereich umgesetzt. Im Antriebsstrang z.B. ist es bis heute zu keinen vergleichbaren Gewichtseinsparungen gekommen und das, obwohl Studien zeigen, dass hier 77 % der Bauteile ein deutliches Gewichtseinsparpotenzial besitzen.

Hier setzen Surm und seine Kollegen an. Ein erster Schwerpunkt lag hierbei auf der Entwicklung und Optimierung von Stählen mit höherer Beanspruchbarkeit für Leichtbauanwendungen im Antriebsstrang. Dazu wurden großtechnisch bereits eingeführte Einsatzstähle bezüglich ihrer chemischen Zusammensetzung und Wärmebehandlung so modifiziert, dass das Potenzial ihres Eigenschaftsprofils in weit höherem Maße als bisher ausgenutzt wird. Zudem wurden großserientaugliche neue Werkstoffkonzepte durch Mikrolegierung gezielt auf das erfolgversprechende Wärmebehandlungsverfahren Carbonitrieren abgestimmt, die zu einer höheren Bauteilbeanspruchbarkeit führen. Die Bewertung des gesteigerten Leichtbaupotenzials erfolgte anhand des Bauteils Zahnrad in umfangreichen experimentellen Tragfähigkeitsuntersuchungen.

Der in dem Vorhaben neuentwickelte Einsatzstahl 18CrNiMoVNb7-6 ergab in umfangreichen Untersuchungen eine signifikante Steigerung der mechanischen Kennwerte und eine relative Gewichtseinsparung von 26% zu herkömmlichen Stählen. Was bereits nach einer deutlichen Einsparung klingt, kann sogar noch weiter ausgebaut werden. Denn neben der primären Gewichtsreduktion am Zahnrad können weitere Bauteile ebenfalls von dem neuen Einsatzstahl profitieren und weiteres Gewicht einsparen.

Einzigartig in Deutschland vereint das IWT die drei Fachdisziplinen Werkstoff-, Verfahrens- und Fertigungstechnik als gleichrangige Hauptabteilungen unter einem Dach. Technologische Probleme metallverarbeitender Unternehmen können ohne zeitraubende Abstimmungsprozesse auf dem interdisziplinären Niveau gelöst werden. Angesiedelt auf dem Campus der Universität Bremen wird die Know-How-Basis des IWT zusätzlich durch die enge Verflechtung mit dem Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen verstärkt.

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