Mit Systemtechnik das Potenzial von Aluminium nutzen

Aluminium - seit langem das Material der Wahl für die Luft- und Raumfahrt, den europäischen Automobilbau und andere Industrien - wird von nordamerikanischen Automobilkonstrukteuren wegen seines hohen Festigkeits-/Gewichtsverhältnisses, seines geringen Gewichts und seiner Korrosionsbeständigkeit geschätzt.

Aluminium weist jedoch andere Eigenschaften auf als Stahl, die einen systemtechnischen Ansatz erfordern, um den maximalen Wert zu erschließen. Systemtechnik bietet einen offenen Gedankenaustausch, der auf ein gemeinsames Ziel ausgerichtet ist: Entwicklung der Aluminiumlegierung, die am besten die funktionalen und regulatorischen Designziele erreicht und gleichzeitig die Produktionseffizienz optimiert, und somit die Kosten- und Zeitvorgaben erfüllt.

Die daraus resultierenden Verfeinerungen und Verbesserungen katalysieren die Entwicklung von Aluminiumlegierungen der nächsten Generation über die Funktionalität und Kosten, die die Rentabilität der Automobilhersteller weltweit verbessern.

WIE SYSTEMTECHNIK FUNKTIONIERT
In einem traditionellen technischen Szenario werden Materialinnovationen mit einem Wasserfallansatz entwickelt, bei dem verschiedene technische Funktionen linear angegangen werden. Tritt während der Pilotphase ein Hindernis auf, müssen mehrere Schritte zurückverfolgt werden, um das zugrunde liegende Problem zu finden und zu beheben.
Die Systemtechnik betrachtet die Materialentwicklung über den gesamten Lebenszyklus. Sie integriert Mitarbeiter aus F&E, Produktion sowie Projektleitung in einem einzigen Team, das für die Entwicklung und das Management kundenorientierter Lösungen verantwortlich ist. Dieses interdisziplinäre Team von Ingenieuren arbeitet von Anfang an zusammen, um die Markteinführungszeit zu verkürzen und die Reaktionsfähigkeit auf Kundenwünsche zu verbessern.

FUNKTIONALES DESIGN
Im Bereich Systemtechnik arbeiten die Materialentwickler eng mit dem internen Automobilkonstruktionsteam zusammen, um jedes funktionale Element des Designs klar zu definieren. Beispielsweise kann die Automobilindustrie die für Stahlprofile charakteristischen scharfen Linien, eine deutliche Gewichtsreduzierung, eine hohe Schlagfestigkeit und/oder eine optimale Beständigkeit verlangen.

Gleichzeitig liefert der Produktionsingenieur des Materialpartners Eingaben für die Produktionsvariablen, die für die Erreichung der Ziele des Konstrukteurs relevant sind. Durch die Abwägung der Vor- und Nachteile verschiedener Werkzeugkonstruktionen, Stanzprozesse oder Dimensionskontrollen kann ein erfahrener Fertigungsingenieur helfen, den Fertigungsprozess auf Effizienz und Leistung zu optimieren.

SYSTEMKOSTEN
In einem typischen Automobilszenario werden mehr als 300 fixe und variable Kosten während des Konstruktions-, Entwicklungs- und Fertigungsprozesses bewertet. Fachkundige Kostenanalysten eines Systemtechnik-Teams verwenden branchenweit anerkannte Modelle, um die Auswirkungen jeder denkbaren Option auf die Gesamtlebenszykluskosten zu bewerten. So kann z. B. eine kostenintensive Änderung der Verformbarkeitseigenschaften des Materials durch Anpassungen während der Produktion ausgeglichen werden.

VORANGEHEN
Sobald ein Automobilhersteller feststellt, dass die Einhaltung der Gewichtsvorgaben den Einsatz von Stahl ausschließt, ist der nächste Schritt ein Gespräch mit einem Aluminiumverarbeiter, um die verfügbaren Optionen zu prüfen. Durch die Zusammenarbeit mit einem Materialverarbeiter, der bei der Entwicklung von Aluminium einen systemtechnischen Ansatz verfolgt, kann ein Automobilhersteller die Vorteile von geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht nutzen.

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