Schnittfolgeplan-Optimierung

Neue Studie zeigt, dass ein erweiterter Schnittfolgeplan zu weniger Abfall und Kosten führt

Lasergeschweißte Platinen sind für ihren Mehrwert in der Fahrzeugkonstruktion bekannt, da sie Gewicht einsparen und die Crash-Sicherheit erhöhen. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie die Materialausnutzung verbessern. So lassen sich Kosten und Emissionen in der Lieferkette entscheidend reduzieren.

Monolithische Teile beispielsweise, die eine Ausschussrate von über 20 Prozent haben, sind durch lasergeschweißte Platinen ersetzbar. Wie in dem Video unten zu sehen ist, lässt sich ein monolithisches Teil durch zwei lasergeschweißte Teilplatinen ersetzen. Die lasergeschweißte Platine bietet exakt das gleiche Leistungslevel und Verhalten beim Formpressen und im Fahrzeug, erfordert aber deutlich weniger Stahl. Dies bringt Einsparungen in sämtlichen Bereichen des Stahlherstellungsprozesses, vom Hochofen bis zum Laserschweißen.

Den Stahlverbrauch durch einen erweiterten Schnittfolgeplan zu optimieren, öffnet den OEMs die Tür zu erheblichen Kostensenkungen, ohne die mechanischen Eigenschaften des Bauteils zu beeinträchtigen. Durch die deutliche Reduzierung des Abfalls wird ebenfalls die Nachhaltigkeit erhöht.

Ein Schnittfolgeplan wird häufig zur Herstellung von Platinen verwendet. Es gibt jedoch Raum, diesen Prozess für bestimmte Teile effizienter und nachhaltiger zu gestalten. ArcelorMittal hat eine Studie zu einer A-Säule abgeschlossen, um die potenziellen Vorteile der Kombination von lasergeschweißter Platinen-Technologie und Schnittfolgeplan-Optimierung aufzuzeigen.

Ein typischer Schnittfolgeplan für die Herstellung dieser Platinen mit zwei Platinen/Hub ist im folgenden Bild dargestellt. Das Eigengewicht jeder monolithischen Platine beträgt 5,6 Kilogramm. Aufgrund der Anordnung werden jedoch 10,6 kg Stahl benötigt, um eine Platine herzustellen. Im Endeffekt werden so 48 Prozent des Stahls vom Coil verschrottet. Diese erhebliche Menge an Schrott muss anschließend noch zum Recycling transportiert werden.

Erweiterte Schnittfolgeplan-Optimierung: eine intelligentere Art, Platinen zu produzieren

Mit dem erweiterten Schnittfolgeplan können zwei Vorplatinen anstelle einer einzigen großen Platine herstellen. Dadurch wird die Position der Platine auf dem Coil optimiert und der Stahlbedarf reduziert.

Nach dem Stanzen werden die Vorplatinen lasergeschweißt und bilden somit ein Teil. Die Position der Schweißnaht kann je nach Bauteilanforderungen gewählt werden. Die mechanischen Eigenschaften des Bauteils bleiben gegenüber einer monolithischen Platine unverändert. Auch das Netto-Endgewicht des Teils bleibt unverändert.

Das optimierte Schnittfolgeplan bietet eine Reihe von Vorteilen. Allein bei der A-Säule wird der Materialverbrauch um fast 30 Prozent reduziert. Durch die Materialeinsparungen sinken auch die Kosten um rund 1,00 € pro Fahrzeug.

Und wenn die eingesetzte Stahlmenge um 30% reduziert werden kann, sorgt die LWB-Schnittfolgeplan-Lösung für eine entsprechende Reduzierung der CO₂-Emissionen um 30 Prozent. Diese Emissionsreduzierung ist sofort verfügbar.

Schnittfolgeplan erhöht die Nachhaltigkeit von Stahl

Stahl ist aufgrund seines hervorragenden Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht, seiner Kosteneffizienz und seiner inhärenten Wiederverwendbarkeit bereits heute die führende Lösung für Automobilanwendungen. Die Kombination aus erweitertem Schnittfolgeplan und lasergeschweißten Platinen erhöht die Nachhaltigkeit von Stahl noch weiter, indem sie dafür sorgt, dass die Abfallmenge minimiert wird.

Zwar kann das Abfallmaterial vollständig recycelt werden, doch verursacht seine Produktion von vornherein Emissionen. Durch die Minimierung der Stahlmenge, die zur Herstellung eines Teils benötigt wird, werden diese Emissionen vermieden. Und der Verbrauch von weniger Stahl senkt die Aufwendungen für die Hersteller, da das Abfallmaterial nicht mehr gehandhabt und transportiert werden muss.