ECOHEAT: Energieeffizientes Presshärten dicker Blechzuschnitte für den automobilen Leichtbau

ECOHEAT ist ein Forschungsprojekt zur Entwicklung energieeffizienter Erwärmungsstrategien für das Presshärten dicker Blechzuschnitte. Im Mittelpunkt stehen dicke Patchbleche, die lokal zur Verstärkung von Karosseriebauteilen eingesetzt werden. Durch eine gezielte Kombination aus Induktionserwärmung und konventioneller Ofenerwärmung soll der Energiebedarf beim Presshärten um mehr als 30% gesenkt und gleichzeitig eine hohe Bauteilfestigkeit erreicht werden.

ECOHEAT untersucht, ob dicke Patchbleche energieeffizient austenitisiert und anschließend so abgeschreckt werden können, dass sich ausreichend Martensit für eine hohe lokale Festigkeit bildet. Das übergeordnete Konzept verbindet zwei Ziele:

• Lokale Bauteilverstärkung dort, wo besonders hohe Belastungen auftreten
• Reduzierter Materialeinsatz, indem das Trägerblech durch die lokale Verstärkung dünner ausgelegt werden kann

Dadurch sollen Karosseriebauteile insgesamt leichter werden, ohne an Crashperformance zu verlieren. Durch die lokale Verstärkung hochbelasteter Fahrzeugbereiche können dünnere Trägerbleche eingesetzt werden, was Leichtbaukonzepte im Automobilbau unterstützt.

ECOHEAT kombiniert verschiedene Erwärmungsverfahren innerhalb des Presshärtungsprozesses:

Das Projekt analysiert presshärtbare Stähle mit verschiedenen Beschichtungssystemen:

Ein zentrales Forschungsziel besteht darin, die Beschichtungen trotz schneller und lokaler Erwärmung zuverlässig zu erhalten.

• Energieeffizienz: >30% Energieeinsparung im Erwärmungsprozess beim Presshärten von Patchblechen
• Crashperformance: >10% höhere Energieaufnahme in Crashtests realer Bauteile mit dickem Patchblech
• Simulation und Vorhersage: >5% höhere Prognosegenauigkeit durch gekoppelte Mikrostruktur-Prozess-Simulationen
• Prozessstabilität: Entwicklung von Induktionsparametern für AlSi- und Zn-beschichtete pressgehärtete Stähle

Dicke Patchbleche ermöglichen eine lokale Verstärkung hochbeanspruchter Fahrzeugbereiche, ohne das gesamte Bauteil schwerer auszuführen. Dadurch können Materialeinsatz reduziert, Bauteilgewicht gesenkt, crashrelevante Bereiche gezielt verstärkt und Leichtbaupotenziale besser ausgeschöpft werden.

Im Zentrum steht eine gezielte Kombination aus:

• Induktionserwärmung (berührungslos, lokal fokussiert)
• Konventioneller Ofenbeheizung (gleichmäßige Grundtemperatur)

Untersucht werden unterschiedliche Spulengeometrien und Prozessparameter, um die Erwärmung dicker Blechzuschnitte so zu steuern, dass die Austenitisierung vollständig und homogen genug erfolgt, die anschließende Martensitbildung im Werkzeug sichergestellt ist, die Beschichtungen (AlSi und Zn) nicht beschädigt werden und der Energieverbrauch im Vergleich zu reinen Ofenprozessen deutlich sinkt.

Das Fraunhofer IWU verfügt über langjährige Erfahrung mit temperaturgestützter Blechumformung und Presshärten für den automobilen Leichtbau.

Laufzeit
September 2026 bis August 2028

Koordination
Fraunhofer IWU

Fördermittelgeber
BMWE über die AiF im Rahmen von IGF/CORNET 

Projektpartner

• FOSTA
• Fraunhofer IWM
• Kocaeli Chamber of Industry (KSO), Türkei
• Kocaeli University, Türkei