Högpresterande lätta stålsandwichmaterial

Syfte och mål

För att möta kraven på reducering av växthusgaser för vägtransporter krävs nya lätta material. I LIGHTFe har två stålsandwichkoncept, baserat på presshärdning, med en densitet 30 % lägre än för ett solitt stål utvecklats. Materialen möter de höga kraven på styvhet och goda utmattningsegenskaper, vilka ställs av fordonsindustrin. För att erhålla goda krockegenskaper erfordras vidare utveckling. Tidseffektiva FEA för att beskriva den komplexa strukturen hos sandwichmaterialen är framtagen. Enklare demonstratorer har tillverkats vars prestanda har provats och simulerats.

Resultat och förväntade effekter

Sandwichkonceptet (Typ I) utformat för energiupptagning uppvisade inte förbättrade krockegenskaper i relation till vikt. Varmvalsning för fogning av perforerad kärna mot ytterplåtar gav en för svag bindning med delaminering som följd. Typ II med den ultralätta bikorrugerade kärnan uppvisade mycket god styvhet i relation till vikt samt lovande utmattningsegenskaper. Beräkningstider med FEA har minskat med upp till 99 % genom så kallad homogenisering. Deltagande företag i LIGHTFe har visat intresse av att jobba vidare med det sistnämnda konceptet.

Upplägg och genomförande

Två sandwichkoncept har utvecklats där själva kärnan har bestått av en perforerad plåt respektive en bikorrugerad plåt. Första konceptet (Typ I) avsågs för energiupptagande komponenter medan den ultralätta bikorrugerade kärnan (Typ II) främst inriktades på styvhet. Typ I varmvalsades medan Typ II lasersvetsades mot tunna ytterplåtar. Tidseffektiv simuleringsstrategi baserad på homogenisering av de komplexa kärnorna och deras egenskaper har framtagits. Demonstratorer för att undersöka energiupptagning, styvhet och utmattning har tillverkats och analyserats med FEA.