Zusammenfassung

Strukturprofile, hauptsächlich aus hochfesten Aluminiumlegierungen gefertigt, sind wesentliche Bestandteile bei der Herstellung von Nutzfahrzeugen. Sie werden gezielt eingesetzt, um das Fahrzeuggewicht signifikant zu reduzieren, während gleichzeitig die strukturelle Integrität erhalten oder sogar verbessert wird. Dieser Leichtbau führt zu einer besseren Kraftstoffeffizienz und erhöhter Nutzlastkapazität und bietet zudem eine überlegene Korrosionsbeständigkeit sowie bemerkenswerte Gestaltungsfreiheit für komplexe, integrierte Bauteile.

Die entscheidende Rolle von Profilen in modernen Nutzfahrzeugen

Strukturprofile sind Metallprofile, die durch das Pressen eines erhitzten Materials, typischerweise Aluminium, durch eine geformte Matrize hergestellt werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Erzeugung komplexer Querschnitte, die entlang ihrer Länge gleichmäßig sind. Im Bereich der Nutzfahrzeuge sind diese Komponenten entscheidend, um moderne ingenieurtechnische Ziele zu erreichen, da sie eine Kombination aus Festigkeit, geringem Gewicht und Haltbarkeit bieten, die mit herkömmlichen Materialien wie Stahl nur schwer zu erreichen ist.

Der Hauptvorteil von Aluminiumprofilen liegt in der Gewichtsreduzierung. Die Verringerung des Leergewichts eines Fahrzeugs führt direkt zu einem besseren Kraftstoffverbrauch oder im Fall von Elektrofahrzeugen zu einer verlängerten Reichweite. Für jedes Pfund Aluminium, das zwei Pfund Stahl ersetzt, können über die Lebensdauer des Fahrzeugs erhebliche Kraftstoffeinsparungen erzielt werden. Diese Gewichtsreduzierung ermöglicht zudem eine höhere Nutzlast, sodass ein Lkw oder Anhänger mehr Güter pro Fahrt transportieren kann, was die betriebliche Effizienz und Rentabilität direkt steigert. Wie bereits von der Aluminum Extruders Council , dies ist ein entscheidender Faktor für ihre zunehmende Verbreitung in der Industrie.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist das außergewöhnliche Festigkeits-Gewichts-Verhältnis von Aluminiumlegierungen. Moderne Legierungen, die bei Strangpressprofilen verwendet werden, können enormen Belastungen standhalten und eignen sich somit ideal für strukturelle und sicherheitsrelevante Anwendungen. Zudem bildet Aluminium natürlicherweise eine schützende Oxidschicht aus, wodurch es über eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit verfügt. Dies reduziert den Wartungsaufwand und verlängert die Nutzungsdauer des Fahrzeugs – ein entscheidender Aspekt für gewerbliche Fuhrparks, bei denen Ausfallzeiten kostspielig sind.

Schließlich bietet das Strangpressverfahren eine beispiellose Gestaltungsvielfalt. Ingenieure können Profile entwerfen, die mehrere Funktionen in einem einzigen Bauteil integrieren – wie beispielsweise Befestigungspunkte, Kühlkanäle oder Versteifungsrippen. Durch diese Zusammenfassung von Einzelteilen wird die Montage vereinfacht, die Komplexität verringert und können insgesamt Herstellungskosten gesenkt werden. Diese Möglichkeit, optimierte, anwendungsspezifische Formen zu erzeugen, stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber gestanzten oder geschweißten Stahlkomponenten dar.

Schlüsselanwendungen: Wo Profile in Lastkraftwagen und Anhängern eingesetzt werden

Die Vielseitigkeit von Strukturprofilen ermöglicht deren Einsatz nahezu in jedem Teil eines Nutzfahrzeugs, vom Fahrgestell bis zum Laderaum. Der Einsatz wird durch die Notwendigkeit leichter, langlebiger und strukturell effizienter Komponenten motiviert. Insbesondere Hersteller von Anhängern setzen offen auf den umfangreichen Einsatz von Profilen, um einen Wettbewerbsvorteil hinsichtlich Nutzlastkapazität und Lebensdauer zu erzielen.

Häufige Anwendungen von Strukturprofilen in Lastkraftwagen und Anhängern sind:

• Fahrgestell- und Rahmenkomponenten: Stranggepresste Aluminiumprofile werden für Seitenschutzsysteme an elektrischen Zugmaschinen, Querträger zur Stützung des Bodens sowie Teile des Auslegers verwendet. Bei Anwendungen wie Kühlanhängern („Reefer“) werden Aluminium-Querträger bevorzugt, um Gewicht einzusparen.
• Karosserie- und Strukturteile: Strangpressprofile sind integraler Bestandteil von Anhängerkarosserien und bilden Ecksäulen, Seitenverschleißleisten, Dachschienen und Türrahmen. Tiefladeranhänger verwenden oft große, robuste stranggepresste Profile als zentrale Trägerkonstruktion für die gesamte Plattform.
• Fußbodensysteme: Aluminium wird häufig gegenüber Holz für Anhängerfußböden gewählt, da es keine Feuchtigkeit aufnimmt, Schimmelbildung verhindert und leichter zu reinigen ist. Stranggepresste Fußbodenbretter können mit verriegelnden Elementen für zusätzliche Festigkeit und rutschhemmenden Oberflächen für mehr Sicherheit konzipiert werden.
• Sicherheitssysteme: Eine kritische Anwendung findet sich in Frontschutzeinrichtungen (FUPS). Dabei handelt es sich um Baugruppen aus stranggepressten Profilen, die an der Vorderseite eines Lkw angebracht sind, um Aufprallenergie zu absorbieren und zu verhindern, dass kleinere Fahrzeuge bei einer Kollision unter den Lkw geraten. Die hohe Energieabsorptionsfähigkeit von Aluminium – doppelt so hoch wie die von Stahl bezogen auf das Gewicht – macht es ideal für diese und andere Komponenten zur Unfallabsorption wie Stoßfängerträger und Crashboxen.
• Frachtmanagement: In Anhängern werden stranggepresste Aluminiumprofile und -träger für Ladungssicherungssysteme verwendet. Die Möglichkeit, präzise Geometrien zu erzeugen, erleichtert die Konstruktion von verstellbaren und leichten Vorrichtungen zur Ladungssicherung.

Wesentliche Werkstoffe und Legierungen für strukturelle Leistung

Der überwiegende Teil der in Nutzfahrzeugen verwendeten strukturellen Strangpressprofile besteht aus Aluminiumlegierungen der 6000er-Serie. Diese Serie, die Magnesium und Silizium enthält, zeichnet sich durch eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Schweißbarkeit aus. Obwohl andere Serien existieren, bietet die 6000er-Serie im preisbewussten Anhängermarkt die beste Gesamtleistung für die meisten strukturellen Anwendungen.

Obwohl viele Varianten existieren, sind einige Schlüssellegierungen in der Industrie weit verbreitet:

Die „T6“-Ausführungsbezeichnung ist entscheidend und zeigt an, dass die Legierung einer Lösungsglühbehandlung unterzogen und anschließend künstlich gealtert wurde. Dieser Prozess erhöht deutlich die Festigkeit und Härte des Materials und macht es für tragende Konstruktionen geeignet. Die Auswahl einer bestimmten Legierung hängt von einem ausgewogenen Verhältnis der erforderlichen Festigkeit, der Fertigungskomplexität, der Korrosionsumgebung und der Gesamtkosten ab. Für die meisten Anhängerbauer ist 6061-T6 die bevorzugte Wahl aufgrund der bewährten Leistung und der breiten kommerziellen Verfügbarkeit.

Konstruktions- und Fertigungsaspekte für Fahrzeug-Strangpressprofile

Das Aluminiumstrangpressverfahren bietet Ingenieuren ein leistungsstarkes Werkzeug zur Optimierung des Fahrzeugdesigns. Die Möglichkeit, die genaue Form einer Komponente vorzugeben, ermöglicht die Zusammenfassung von Teilen, wobei eine einzige Strangpresse ein Bauteil ersetzen kann, das aus mehreren Stahlteilen zusammengesetzt ist. Dadurch wird nicht nur das Gewicht reduziert, sondern auch die Lieferkette und der Fertigungsprozess vereinfacht, was zu Kosteneinsparungen und einer verbesserten Bauteilqualität führen kann. Diese Gestaltungsfreiheit ist ein zentraler Vorteil, der die Verbreitung von Strangpressprofilen im Transportwesen vorantreibt.

Die Gestaltung kann von einfachen Winkeln und Profilen bis hin zu komplexen, mehrfach hohlen Profilen reichen, die für eine bestimmte Funktion maßgeschneidert sind. Ein Beispiel ist ein stranggepresstes Schwellerprofil an einem elektrischen Lieferwagen, das nicht nur zur strukturellen Unterstützung dient, sondern auch Aufprallenergie absorbieren und den Fahrzeug-Akkupack schützen soll. Diese Integration von Sicherheit und Struktur in ein einzelnes Bauteil zeigt die Effizienz des Konstruierens mit Strangpressprofilen. Diese Komponenten können weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Biegen, CNC-Bearbeitung und Schweißen, um vollständige, einsatzfertige Baugruppen zu erstellen.

Während Standardprofile verfügbar sind, profitieren viele Anwendungen von maßgeschneiderten Strangpressprofilen. Für Automobilprojekte, die präzise konstruierte Bauteile erfordern, sollten maßgefertigte Aluminiumstrangpressprofile von einem vertrauenswürdigen Partner in Betracht gezogen werden. Shaoyi Metal Technology bietet einen umfassenden Full-Service , von der schnellen Prototypenerstellung, die Ihren Validierungsprozess beschleunigt, bis hin zur vollständigen Serienproduktion, alles verwaltet unter einem strengen, nach IATF 16949 zertifizierten Qualitätsmanagementsystem. Sie sind spezialisiert auf die Lieferung stabiler, leichter und hochgradig maßgeschneiderter Teile, die genau auf Ihre Spezifikationen abgestimmt sind.

Häufig gestellte Fragen

1. Sind Aluminiumstrangpressprofile so fest wie Stahl für Fahrzeugstrukturen?

Während Stahl eine höhere absolute Festigkeit aufweisen mag, bieten Aluminiumlegierungen ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Das bedeutet, dass bei gleicher Festigkeitsanforderung ein Aluminiumbauteil erheblich leichter sein kann als das entsprechende Stahlbauteil. Ingenieure gestalten stranggepresste Bauteile mit dickeren Abschnitten oder Verstärkungsrippen, um die erforderliche strukturelle Leistungsfähigkeit zu erreichen und dabei dennoch erhebliches Gewicht einzusparen.

2. Wie verbessern Strangpressprofile die Fahrzeugsicherheit?

Aluminiumstrangpressprofile sind äußerst effektiv bei der Absorption von Aufprallenergie. Sie können so ausgelegt werden, dass sie bei einem Zusammenstoß auf kontrollierte und vorhersehbare Weise verformt werden, wodurch die Kraft abgebaut und die Fahrzeuginsassen geschützt werden. Diese Eigenschaft wird in Bauteilen wie Stoßfängerbalken, Crashboxen und Frontschutzeinrichtungen (FUPS) genutzt, um Sicherheitsvorschriften zu erfüllen und sogar zu übertreffen.

3. Welche Umweltauswirkungen hat die Verwendung von Aluminiumstrangpressprofilen?

Aluminium ist äußerst nachhaltig, da es ohne Qualitätsverlust unbegrenzt recycelbar ist. Studien zeigen, dass über 90 % des Aluminiums aus Fahrzeugen am Ende ihrer Lebensdauer zurückgewonnen und recycelt werden. Die Gewichtsreduzierung durch Strangpressprofile verringert zudem den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Treibhausgasen während der Nutzungsdauer des Fahrzeugs, was zu einer insgesamt geringeren Umweltbelastung beiträgt.