Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schmiedeunternehmen können Kosten sparen – dank optimaler Losgröße

24.09.2015

Schmiedeunternehmen können ihre Produktionskosten senken, wenn sie die Losgröße richtig wählen – also die Anzahl der Bauteile, die sie in einem Durchgang fertigen. Denn von dieser Zahl hängen nicht nur die Lager- und Rüstkosten ab, sondern auch der Verschleiß der Werkzeuge. Welche Losgröße optimal ist, untersuchen Wissenschaftler des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) in einem neuen Forschungsprojekt.

Wie schnell ein Schmiedewerkzeug verschleißt, hängt auch von der Losgröße ab – also der Anzahl der Bauteile, die in einem Durchgang umgeformt werden. Vor jedem Schmiedezyklus wird das Werkzeug erwärmt, anschließend kühlt es wieder ab. Diese thermische Belastung sorgt ebenso für Verschleiß wie die mechanische Belastung, wenn der heiße Stahl unter sehr hohen Kräften in Form gepresst wird.


Welche Losgröße ist optimal? Wie viele Bauteile auf einmal produziert werden, wirkt sich nicht nur auf die Lager- und Rüstkosten aus, sondern auch auf den Verschleiß.

Foto: IPH


Wie lang hält das Werkzeug? Für Verschleiß sorgen nicht nur die hohen Kräfte beim Schmieden, sondern auch das Erwärmen und Abkühlen in jedem Durchgang.

Foto: IPH

Je häufiger das Werkzeug erwärmt und abgekühlt wird, desto schneller verschleißt es – und desto teurer wird die Instandhaltung. Um Kosten zu sparen, sollten Unternehmen also Aufträge zusammenfassen und möglichst viele Teile auf einmal herstellen, statt die gleiche Anzahl Bauteile auf mehrere Fertigungsdurchgänge zu verteilen. Denn aus schmiedetechnischer Sicht gilt: Je größer das Los, desto niedriger die Werkzeugkosten.

Doch der Verschleiß ist nicht alles. Hohe Losgrößen sorgen nämlich dafür, dass das Unternehmen viel Material auf Lager halten und viele halbfertige Bauteile zwischenlagern muss, die es noch nicht verkaufen kann. Logistiker bezeichnen dies als Kapitalbindung und raten Unternehmen, möglichst geringe Stückzahlen zu fertigen, um diese Kosten zu senken. Aus logistischer Sicht gilt also: Je kleiner das Los, desto niedriger die Lagerkosten.

Ein weiterer Faktor ist die sogenannte Rüstzeit. Zwischen zwei Schmiedezyklen werden Werkzeuge ausgetauscht, um auf der gleichen Maschine ein anderes Produkt fertigen zu können. Während die Maschine umgerüstet wird, kann sie nichts herstellen. Um möglichst wenig Zeit zu verschwenden, wäre es also sinnvoll, viele gleichartige Bauteile auf einmal zu fertigen und nur selten umzurüsten. Hier gilt: Je größer das Los, desto niedriger die Rüstkosten.

Die optimale Losgröße ist daher nicht leicht zu bestimmen. Wissenschaftler aus Hannover wollen dies in einem neuen Forschungsprojekt dennoch versuchen – und dabei erstmals den Werkzeugverschleiß einbeziehen. Denn mit den bisher üblichen logistischen Modellen lässt sich lediglich ein Kompromiss zwischen Kapitalbindung und Rüstzeiten finden. Der Verschleiß bleibt außen vor, obwohl er über die nötige Instandhaltung der Werkzeuge ebenfalls hohe Kosten verursacht.

In Schmiedeexperimenten wollen die Forscher zunächst herausfinden, wie genau sich die Losgröße auf den Verschleiß auswirkt. Im nächsten Schritt entwickeln sie einen Softwaredemonstrator, der die optimale Losgröße ermitteln und dabei alle drei Faktoren berücksichtigen soll: Lagerkosten, Rüstkosten sowie verschleißbedingte Werkzeuginstandhaltungskosten. Die Forschungsergebnisse sollen vor allem kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zu Gute kommen: Sie können in Zukunft unkompliziert die optimale Losgröße bestimmen – und so ihren Verschleiß und damit die Produktionskosten senken.

Gefördert wird das Projekt „Losgrößenoptimierter Werkzeugeinsatz (LöWe)“ über die AiF. Als Industriepartner beteiligen sich bereits mehrere kleine Schmiedeunternehmen und ein großer Automobilkonzern. Weitere Unternehmen, die sich für das Forschungsprojekt interessieren, melden sich bis zum 30. November bei Johannes Richter, Projektingenieur am IPH. Zu erreichen ist er unter der Telefonnummer (0511) 279 76-333 und per E-Mail an richter@iph-hannover.de.

Weitere Informationen:

http://www.iph-hannover.de

Susann Reichert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Assistenzsysteme für die Blechumformung
28.07.2017 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen