1 Breite Stahlbänder werden  abgerollt,	2 durch Walzenpaare geformt und laufen
3 als Endlosprofil in eine Stanzstation, die	4 sie als fertige Schweller verlassen.

Ein weiterer Vorzug: Die Anschaffungskosten beim Aufbau einer neuen Fertigungslinie sind niedriger als bei entsprechenden Tiefziehverfahren. Ein anderer Vorteil des Walzprofilierens liegt in der hohen Materialausnutzung. Die Materialkosten haben den größten Anteil an den Bauteilkosten. Beim Walzprofilieren erreicht man eine Materialausnutzung von 85 bis 95 Prozent. Der Durchschnittswert von Pressteilen einer Gesamtkarosse liegt mit 50 bis 60 Prozent deutlich niedriger. Hinzu kommt, dass es seit der Einführung „höchstfester“ Stähle – die für Leichtbau und ein gutes Crashverhalten notwendig sind – immer schwieriger wird, mit Tiefziehteilen die im Fahrzeugbau notwendigen Toleranzen einzuhalten. Beim Walzprofilieren wird die sehr gute Maßhaltigkeit durch ein schnelles Nachstellen der Rollen erreicht.

Variable Werkzeuge

Um das Walzprofilieren als kostengünstige und produktionstechnisch hochwertige Alternative zu etablieren, sahen sich Füller und seine Kollegen einer großen Herausforderung gegenüber: Die Technologie muss eine Vielzahl komplexer Geometrien und Varianten erzeugen können. Deshalb war neben der Verarbeitung von höchstfesten Stählen die Erhöhung der Flexibilität eine weitere Stoßrichtung der Forschungsarbeiten. Die Grundlagen für die beweglichen Gerüstsätze und deren Steuerung erarbeiteten die Spezialisten von Daimler zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Darmstadt.

Die Weiterentwicklung wird nun vor allem konzern­intern sowie mit externen Industriepartnern vorangetrieben. Im ersten Schritt wurden auf der internen Pilotanlage Untersuchungen mit unterschiedlichen Wandstärken und Werkstoffen im gleichen Werkzeugsatz durchgeführt. Die Versuche waren so erfolgreich, dass eine Werkstoffumstellung ohne Zeitverlust bereits mit der ersten Serienanwendung des Schwellers für die Baureihe 212 (E-Klasse) umgesetzt werden konnte.

Der zweite Entwicklungsschritt befasst sich mit flexiblen, steuerbaren Gerüstsätzen, mit denen veränderliche Querschnitte innerhalb eines Bauteiles hergestellt werden können. Zwar steigt dadurch die Komplexität, doch die steuerbaren Gerüstsätze machen das Verfahren äußerst flexibel und kostengünstig. Mit nur einer Anlage lassen sich unterschiedlichste Profile herstellen. Ein erstes Versuchsgerüst für Prototypenversuche wurde mittlerweile in Betrieb genommen.

Höchstfeste Stähle für Leichtbau

Füllers Kollege Günter Ast, Leiter Entwicklung Rohbau C-/E-Klasse in Sindelfingen, bringt noch einen „schwerwiegenden“ Vorteil ins Spiel: „Durch den Einsatz höchstfester Stähle sind geringere Wandstärken und somit Leichtbaustrukturen möglich. Dies wiederum ermöglicht pro Bauteil eine Gewichtsersparnis von bis zu anderthalb Kilogramm.“

Die Daimler-Forscher bearbeiten das Thema aber nicht nur aus verfahrenstechnischer Sicht, sondern nehmen die eingesetzten Werkstoffe mithilfe verschiedener Methoden der Materialforschung genau unter die Lupe. Füllers Kollege Oliver Röcker zum Beispiel erarbeitete eine durchgängige Simulation des Walzprofilierprozesses. Diese zeigt, wie sich die Form eines Stahlblechs beim Durchlaufen durch die Gerüstsätze verändert, und gibt zudem Hinweise, an welchen Stellen es zu kritischen Spannungen und Dehnungen bei der Bauteilherstellung kommt. Letztlich wollen die Forscher die Bauteileigenschaften durch Finite-Elemente-Berechnungen möglichst realitätsnah abbilden, um die komplexen Enflüsse für das spätere Verhalten des Bauteils zu berücksichtigen.

Manufacturing Driven Design

Neben den Anforderungen der Fahrzeugentwickler werden in dem Projekt auch die Wünsche der Rohbau- und Fertigungsplaner berücksichtigt. „Ein Ziel ist es, den Walzprofilierprozess und Fügeprozess so zu gestalten, dass hinsichtlich Variantenbildung und Anlageninvest die kostenoptimierte Lösung dargestellt wird“, erläutert Detlef Denker, Leiter der Pressteilplanung in Sindelfingen. „Die Herstellung ganzer Komponenten wird sich dadurch qualitativ verbessern, wobei zugleich die Kosten sinken. Zudem können die Teile sofort in den Rohbau gehen, sodass sich auch aufwendige Logistikprozesse und damit weitere Kosten reduzieren lassen“.