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Massivumformung steht vor vielen Herausforderungen

Die Massivumformung steht vor allem für eine hohe Produktivität. Das VDI-Jahrestreffen der Kaltmassivumformer und die VDI-Fachtagung Warmmassivumformung geben einen Überblick über neue Technologien und die aktuellen Forschungsergebnisse der Branche sowie die aktuellen Herausforderungen.


Zum 34. Mal findet am 27. und 28. Februar in Düsseldorf das Jahrestreffen der Kaltmassivumformer statt, parallel dazu die 7. VDI-Fachtagung Warmmassivumformung. „Aktuell sind neue Trends erkennbar, die durch E-Mobilität, Digitalisierung und Multimaterialbauweisen getrieben werden. Unternehmen der Kaltmassivumformung bieten sich hier Chancen, die eigenen Geschäftsmodelle anzupassen„, sagt der Tagungsleiter des Jahrestreffens der Kaltmassivumformer Prof. Peter Groche, Institutsleiter am Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) an der TU Darmstadt im Vorfeld der Veranstaltungen.

Die Tagungsleitung der VDI-Fachtagung Warmmassivumformung obliegt auch 2019 wieder Dr.-Ing. Hendrik Schafstall, Geschäftsführer und CEO, simufact engineering gmbh in Hamburg.

Maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz und Massivumformung

Über das Thema Digitalisierung in der Kaltmassivumformung wird Dr. Jörg Stahlmann, Geschäftsführer der Consenses GmbH in Roßdorf, sprechen. „Wir stellen dar, was es braucht, um Methoden der künstlichen Intelligenz sinnvoll im technischen Umfeld von Presswerken einzusetzen. Diese Methoden bieten insbesondere bei Serienprozessen mit hohem Reifegrad großes Potential, unentdeckte Verbesserungsmöglichkeiten gezielt offenzulegen„, sagt er.

Als Beispiel für eine Anwendung in der Praxis wird Stahlmann die Edgesenses-Technologie von Consenses vorstellen. Damit werden direkt an den bestehenden Maschinen sprechende Kennwerte erzeugt, die bei geringem Datenaufkommen unmittelbar in verfügbaren IT-Systemen genutzt werden. „Edgesenses macht mächtige Analytics-Ansätze für Presswerke und spanende Bearbeitung einfach und sicher zugänglich. Damit können ohne weitere Anpassungen beispielsweise Analytics-basierte SAP-Service-Calls generiert werden. Über Standardprotokolle werden unter anderem technisch vorverarbeitete und aussagekräftige Daten für AWS, SAP-Leonardo und IBM-Watson bereitgestellt, ohne Steuerungen zu beanspruchen„, benennt Stahlmann die industriellen Einsatzmöglichkeiten.

Zu den möglichen Einsparpotenzialen sagt er: „Unsere Kunden steigern auf Basis ihrer Prozessdaten die Produktivität einzelner Prozesse regelmäßig um bis zu 20 Prozent. Durch neutrale Daten können Maschinen auch im kritischen Bereich sicher betrieben werden, sodass Produzenten hierfür die Freigabe ihrer Maschinenlieferanten erhalten. Maschinenkonstrukteure passen in wesentlichen Punkten ihre Konstruktionen an.„

Innovative Verbindungstechnologien für Multi-Materialbauweisen

Auch in der Massivumformung wird die Multi-Materialbauweise vor dem Hintergrund der Ressourcenschonung und der effizienten Bauteilauslegung immer relevanter. Daraus ergibt sich der Bedarf an neuen Fügetechnologien, die insbesondere hochfeste Verbindungen realisieren können. Dies ist für das Kalt-Pressschweißen durch Fließpressen relevant, da es die Fertigung eines breiten Bauteilspektrums ermöglicht. Christiane Gerlitzky, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Funktions- und Verbundbauweisen am PtU der TU Darmstadt wird zum Jahrestreffen der Kaltmassivumformer darstellen, wie belastbar durch Fließpressen kaltpressgeschweißte Hybridverbunde sind.

„Bisher ist die Kalt-Pressschweißtechnologie, zum Beispiel durch Walzplattieren, üblicherweise in Blechanwendungen zu finden. Derzeitige Fügeverfahren in der Massivumformung sind meistens durch Bauteilerwärmung gekennzeichnet. Bei der höchst relevanten Materialkombination von Aluminium und Stahl entstehen dabei jedoch intermetallische Phasen, die den Verbund schwächen können„, so Gerlitzky.

In Düsseldorf wird sie die atomare Zusammensetzung des Stoffschlusse an einem Beispiel darstellen sowie industriell relevante Oberflächenbehandlungen und deren Übertragbarkeit auf weitere Bauteile. „Es gibt viele massiv hergestellte Bauteile, bei denen die hohe Deformation entlang einer potenziellen Fügezone nutzbar gemacht werden kann. Ein konkretes Beispiel ist das Zahnrad, ein klassisches Maschinenelement. Hier werden die Zahnflanken deutlich höher belastet, weshalb ein verschleiß-resistenterer Werkstoff notwendig ist„, erklärt Gerlitzky.

Am konkreten Bauteil ihres Projekts wurden so Einsparungen von 32,7 Prozent des Gewichts im Vergleich zu einem reinen Stahl-Bauteil erreicht. Durch das Ersetzen eines kostenintensiven Werkstoffes wie Kupfer könnten zudem die Bauteilkosten reduziert werden. Und nicht zuletzt sei das Einsparen von Prozessschritten möglich, da das Formen und das Fügen nicht mehr getrennt stattfinden müssen.

Prozessoptimierung von der Simulation bis in die Serienfertigung

Nico Rohrbach, Industrial Engineering bei der Leiber Group GmbH & Co. KG in Emmingen wird Hybridschmieden als Leichtbauverfahren vorstellen. „Beim Hybridschmieden handelt es sich um einen innovativen Herstellungsprozess für Hochleistungsbauteile mit hohem Leichtbaupotenzial. Bereits während der Umformung werden unterschiedliche Materialien gefügt. Der sonst notwendige Fügeprozess wird damit eingespart„, so Rohrbach.

Um den Prozess gut zu beherrschen, sei es jedoch wichtig, diesen so weit wie möglich durch die Simulation abzubilden. Welche Möglichkeiten und Grenzen es dabei zu beachten gilt, wird er bei der VDI-Fachtagung Warmmassivumformung erläutern.

Im Fokus stehen für das Hybridschmieden vor allem Hochleistungsbauteile, die unterschiedlich stark beanspruchte Bereiche haben, so beispielsweise Bauteile mit einem hochbeanspruchten Bereich aus einem Stahlwerkstoff und einem weniger stark beanspruchten Bereich aus einer Aluminiumlegierung.

„Bei Ausschöpfung aller Potenziale der Materialkomponenten sind durchaus Gewichtseinsparungen von bis zu 50 Prozent möglich. Und bei geschickter Substitution von Materialien ist sogar eine höhere Lebensdauer denkbar„, so Rohrbach.

Rahmenbedingungen für die Warmmassivumformung

Dr.-Ing. Lars Höinghaus, Vice President Produktlinie Schmiede / Wärmebehandlung bei der Schaeffler Technologies AG & Co.KG in Schweinfurt wird über die Komponentenversorgung als Backbone eines Industrieunternehmens sprechen.

„Die Kostensituation und Lieferfähigkeit von Komponenten ist eine immer wichtigere Funktion bezüglich der Wettbewerbsfähigkeit und Einhaltung von Kundenwünschen in einem Industrieunternehmen. Somit ist dieses Thema speziell in Verbindung mit der Warmmassivumformung auch ein wesentlicher Baustein zur Effizienzsteigerung„, sagt er. Höinghaus wird eine effiziente Planungslogik der Komponenten vorstellen und dabei die Ansteuerung der Fertigung beschreiben sowie die Prozesszusammenhänge und -verantwortlichkeiten.

Die vorgestellten Logistikprozesse sind anwendbar für alle Komponenten und Vorprodukte, die in einer zusammenhängende Prozesskette über unterschiedliche Massenprozesse gesteuert beziehungsweise gefertigt werden.

Ergänzendes Detailwissen wird auf zwei Spezialtagen vermittelt

Bereits am Tag vor den Fachveranstaltungen haben Teilnehmer die Möglichkeit, sich Detailwissen anzueignen. Themen von zwei Spezialtagen, die beide am 26. Februar stattfinden, sind „Leadership 4.0 – Führung und Organisation im digitalen Wandel„ sowie „Umformverhalten metallischer Werkstoffe„. Hier werden die wichtigsten Fachbegriffe und Konzepte rund um die Veränderung von Organisation und Führung in Zeiten von Industrie 4.0 und New Work vermittelt, beziehungsweise das Umformverhalten der Eisen- und Nichteisenmetalle vorgestellt.

Weitere Informationen zu den beiden Tagungen und den Spezialtagen finden sich unter www.kaltmassiv.de und www.vdi.de/warmmassiv.

Mehr Informationen:

Kontakt  Herstellerinfo 
Verein Deutscher Ingenieure e.V.
VDI-Platz 1
40468 Düsseldorf
Tel.: +49 (0) 211 62 14-0
Fax: +49 (0) 211 62 14-5 75
E-Mail: kundencenter@vdi.de
www.vdi.de

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