Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alles oder nichts: Eine Gratwanderung zwischen zu viel und zu wenig

15.08.2011
Gesteuerte Gratbahn soll Formfüllung beim Schmieden gewährleisten

Materialeinsparungen sind ein Dauerthema in der Schmiedeindustrie. Wie trotz weniger Materialeinsatz eine gleichbleibende Bauteilqualität erreicht werden kann, ist seit dem 1. August 2011 Forschungsthema am IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover. Die Wissenschaftler aus Hannover prüfen in einem neuen Projekt den Einsatz einer variablen gesteuerten Gratbahn.


Ohne und mit Grat geschmiedetes Pleuel – Dank der gesteuerten Gratbahn soll das Schmieden zukünftig auch bei weniger Materialeinsatz nicht gleich zur Gratwanderung werden. (Quelle: IPH)

Die Entscheidung darüber, wie viel Material bei der Herstellung von Spurstangen, Querlenkern und anderen komplizierten Schmiedeteilen eingesetzt wird, ist eine wahre Gratwanderung. Wird zu wenig Material verwendet, so kommt es unter Umständen zu einem der häufigsten Schmiedefehler: Die Werkzeugform wird nicht komplett ausgefüllt. Die Folge: Ausschuss. Ein mehr an eingesetztem Material ist meist auch keine Alternative. Denn die Materialkosten verursachen ohnehin fast die Hälfte der Bauteilkosten. Zudem muss das überschüssige Material (Grat) später mühsam vom Bauteil entfernt werden.

Materialeinsparungen beim Schmieden bieten das größte Potenzial für Kosteneinsparungen. Die Herausforderung besteht jedoch darin, trotzdem ein qualitativ hochwertiges Bauteil zu fertigen. Das IPH untersucht nun, wie zukünftig trotz weniger Materialeinsatz die Ausfüllung der Gesenkform gewährleistet werden kann. Ansetzen möchten die Wissenschaftler direkt am Werkzeug. Beim konventionellen Schmieden fließt das überschüssige Material durch den Gratspalt aus dem Gesenk ab. Dieser Spalt hat eine bestimmte unveränderliche Größe, die bei der Konstruktion festgelegt wird. In ihrem neuen Forschungsprojekt möchten die Wissenschaftler am IPH untersuchen, wie ein flexibel steuerbarer Gratspalt zu einer vollständigen Ausfüllung des Gesenks bei wenig Materialeinsatz beitragen kann.

Wird weniger Material eingesetzt, so können Volumen- und Temperaturschwankungen negative Folgen für die Formfüllung des Gesenkes haben. In dem Forschungsprojekt soll untersucht werden, wie diese Effekte mit Hilfe einer gesteuerten Gratbahn beeinflusst werden können. „Durch eine Steuerung der Gratbahn können wir zukünftig besser auf Volumen- und Temperaturschwankungen reagieren und somit eine vollständige Formfüllung gewährleisten“, prognostiziert Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens, einer der drei geschäftsführenden Gesellschafter am IPH. „Sogar komplizierte Langteile könnten dadurch bald mit weniger Materialeinsatz hergestellt werden.“

In dem Forschungsprojekt soll zunächst geprüft werden, wie die Gratbahn gesteuert werden könnte. Denkbar ist eine passive Steuerung über Federn oder eine aktive mittels Hydraulik. Anschließend wird zur Auslegung der Bauteile ein FEM-Modell entwickelt, das das neue Werkzeug abbilden kann. Im letzten Schritt werden die Ingenieure die Einflüsse von Temperatur und Werkstoffen in Versuchen überprüfen.

Seit mehr als einem Jahrzehnt forscht das IPH mit anderen Instituten im Sonderforschungsbereich 489 zum gratlosen Präzisionsschmieden. Gratlos bedeutet, dass gar kein Materialüberschuss bei der Herstellung entsteht. Für die Herstellung von einfachen rotationssymettrischen Bauteilen, z. B. Zahnrädern, hat sich dieses Verfahren in der Praxis etabliert. Komplizierte Langteile, wie Spurstangen oder Querlenker, hingegen werden weiterhin konventionell mit Grat geschmiedet. Weil die Entwicklung der Werkzeuge für die anspruchsvolleren Bauteile derzeit noch teuer ist, ist das gratlose Präzisionsschmieden in diesem Bereich kaum verbreitet. Angestrebt wird daher zunächst eine Reduzierung des Grats.

Das Forschungsprojekt „Mechanismen zur Steuerung einer variablen Gratbahn und deren Einfluss auf die verschleiß- und volumenschwankungsabhängige Formfüllung beim Gesenkschmieden“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Es ist zum 1. August 2011 gestartet und läuft bis zum 31. Juli 2013.

Meike Wiegand | idw
Weitere Informationen:
http://www.iph-hannover.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung
14.12.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Warum Teige an Oberflächen kleben
14.12.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten