Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hydroformpresse als Kernstück neuer Produktionstechnik: Weiches Wasser biegt das Blech

11.12.2001


Wissenschaftler aus Hochschulen in ganz Deutschland kommen zusammen. Ingenieure von Stahl verarbeitenden Firmen mit Rang und Namen sind mit Vorträgen und Experimenten dabei. Hochschule und Forschungsgemeinschaft steuern Fördergelder bei: Mit dem Kolloquium "Wirkmedien-Blechumformung" präsentiert der Lehrstuhl für Blechumformung der Fakultät Maschinenbau heute (11.12.01) an der Universität eine neue Dortmunder Produktionstechnik. Im Blickpunkt steht dabei eine riesige Presse, für die eigens ein neues "Gläsernes Labor" errichtet wurde.

"Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung" lautet das Thema eines Schwerpunktprogramms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), an dem sich Prof. Dr.-Ing. Matthias Kleiner mit seinem Lehrstuhl engagiert beteiligt.

Das Umformen von metallischen Werkstoffen mit Hilfe von Wirkmedien wie Wasser-Öl-Emulsionen ist seit gut 100 Jahren bekannt. Anspruchsvolle Werkstücke wie Leichtbau-Verkehrsmittel für Straße, Schiene und Luft wurden dennoch bisher mit konventioneller Mechanik bearbeitet. Erst der heutige Stand der Steuerungstechnik, der Hydraulik und der Dichtungstechnik hat das Verfahren revolutioniert. Die Dortmunder Forscher und Entwickler bringen die Hochdruck-Blech-Umformung (HBU) mit Wasser-Druck in den Bereich der wirtschaftlichen Anwendung und Serienanfertigung.

Perspektive Umweltschonung

Die weltmarktorientierte Erneuerung einer so definierten Produktionstechnik trägt zu Lösungen gesamtgesellschaftlicher Probleme bei. Sie muss die Probleme des Arbeitsmarktes und des Verkehrs genau so berücksichtigen wie die der Verschwendung von Ressourcen. Die neue Produktionstechnik zielt auf eine Ressourcen sparende Verbesserung der Mobilität und auf die Umweltschonung, auf eine Optimierung der Versorgung mit dem Produktionsfaktor Information sowie auf den Schutz der Gesundheit des Menschen. Die "Neue Dortmunder Produktionstechnik" orientiert sich so an den Leitbildern einer zukünftigen, durch Produktion und Dienstleistung, Wissen und Information geprägten Welt.

Neue Produktgruppen in der Verkehrstechnik

Die wirkmedienbasierten Blechumformverfahren metallischer Werkstoffe sind bestens geeignet zur Herstellung vollkommen neuer Produktgruppen, die anspruchsvollen funktionellen und ästhetischen Anforderungen genügen müssen. Beispiele hierfür sind Leichtbaustrukturen wie Beplankungen und Tragstrukturen im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Apparatebau, die in der Regel aus schwierig umzuformenden Werkstoffen hergestellt werden.

Weiterhin bieten wirkmedienbasierte Blechumformverfahren wichtige Möglichkeiten zur Substitution herkömmlicher Bauteile oder Werkstoffe. Ein typisches Beispiel ist der Ersatz des ökologisch bedenklichen Kunststofftanks durch einen wirkmedienbasiert hergestellten Stahltank mit ebenso geringem Gewicht und komplexer Form, der die strengen Anforderungen eines emissionsfreien Tanksystems für Kraftfahrzeuge ("Zero Emission" in den USA ab 2003) und verschärfte Auflagen der Crash-Sicherheit vollständig erfüllt und ca. 20% leichter ist.

Zur Aufarbeitung der bestehenden großen Wissensdefizite im Bereich der wirkmedienbasierten Fertigungsverfahren soll in dem von Prof. Matthias Kleiner initiierten Schwerpunktprogramm die Gruppe der wirkmedienbasierten Umformprozesse mit blechförmigen Ausgangswerkstücken grundlegend wissenschaftlich erforscht werden.

Die Forschungsgebiete in Stichpunkten

  • Experimentelle und theoretische Grundlagenuntersuchungen zur Beschreibung und Modellierung des Umformprozesses.
  • Entwicklung und Erforschung von Prozessführungsstrategien zur Realisierung eines robusten Umformprozesses mit hoher Ergebnisqualität.
  • Entwicklung und Erforschung neuer Werkzeugtechniken und Werkzeugmaschinen zur besseren Nutzung der Vorteile der wirkmedienbasierten Blechumformung und zur Erweiterung des Anwendungsspektrums dieser Verfahren.
  • Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten neuer Werkstoffe für Werkzeuge, Wirkmedien und Werkstücke.
  • Entwicklung moderner Steuerungs- und Regelungskonzepte für die wirkmedienbasierten Blechumformverfahren.

Das Schwerpunktprogramm wird seit 2000 für sechs Jahre gefördert. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft stellt jährlich etwa 2,5 Mio. DM zur Verfügung.

Grundlagenuntersuchungen zur Prozessführung

Am Lehrstuhl für Umformtechnik werden die Prozesse der wirkmedienbasierten Blechumformung jetzt grundlegend untersucht. Dabei werden Erkenntnisse über die technologischen Parameter und deren Wechselwirkungen gewonnen. Die Fortschritte der Produktionstechnik entstehen an den Schnittstellen der Fertigungs- und Werkstofftechnik besonders zur Informationstechnologie, zur Elektrotechnik, Mikroelektronik, Verfahrenstechnik, Bautechnik und zur Biotechnik sowie in der Vernetzung dieser Technologiefelder.

Ziel des Vorhabens ist es, in vergleichenden Untersuchungen die Prozessführung bei der wirkmedienbasierten Blechumformung insbesondere hinsichtlich des verwendeten Wirkmediendruckes, der Umformgeschwindigkeit und der Eigenschaften sowie der Geometrie der Werkstücke zu erforschen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen schließlich zur Bestimmung signifikanter Prozessparameter dienen und deren Einfluss auf Werkzeugmaschine, Werkzeug und Werkstückeigenschaften klären sowie eine technisch und wirtschaftlich bessere Auslegung neuartiger Verfahrensvarianten und -kombinationen der wirkmedienbasierten Blechumformung ermöglichen.

100 MN HBU-Presse

Eine Vielzahl der im Schwerpunktprogramm "Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung" zu betrachtenden wissenschaftlichen Problemstellungen wird mit Hilfe einer speziellen Presse untersucht wird, die jetzt an der Universität Dortmund in Betrieb genommen wird. Ein vergleichbares Gerät ist derzeit weder im Bereich der sonstigen industriellen noch der universitären Forschung verfügbar.

So ist diese Presse zur Durchführung der Forschungsarbeiten für die "Grundlagenuntersuchungen zur Prozessführung bei der wirkmedienbasierten Blechumformung", bedingt durch die Notwendigkeit, sowohl hohe statische als auch dynamische Kraftanteile sicher aufzunehmen, zwingend erforderlich.

Die Präsentation der 100 MN Hydroformpresse wird am heutigen 11.12.2001 Abschluss und Höhepunkt des Kolloquiums zur Wirkmedien-Blechumformung sein. Die Maschine hat die Aufgabe, großflächige Blechformteile auch aus hochfesten Werkstoffen herzustellen.

Ein markantes Merkmal der Hydroformpresse ist der geschlossene Wickelrahmen, der sowohl eine kompakte Bauweise als auch die Aufnahme großer Zuhaltekräfte ermöglicht. Mit dieser Umformmaschine können erstmals Forschungsarbeiten für die Fertigung großflächiger Blechformteile durch die Hochdruck-Blechumformung durchgeführt werden.

Das Aggregat mit seinem neuen, vom Lehrstuhl für Umformtechnik (LFU) entwickelten Maschinenkonzept ist selbst Untersuchungsgegenstand und kann den Weg zu neuartigen Prozessen und Anlagen für die wirkmedienbasierte Blechumformung aufzeigen.

HBU-Werkzeug-System und Verfahrensablauf

Die Leistungsfähigkeit der HBU wurde innerhalb eines von der Studiengesellschaft Stahlanwendung geförderten Projektes u.a. anhand der Fertigung eines komplexen Praxisbauteils, dem sog. Bremsabdeckblech, überprüft. Hier konnte der Nachweis erbracht werden, dass mit der HBU die Fertigung mit einer geringeren Stufenzahl im Vergleich zu dem konventionellen Tiefziehen möglich ist.

Auch konnten weitere technologische Vorteile wie eine verbesserte Beulfestigkeit oder eine verbesserte Form- und Maßgenauigkeit anhand der Fertigung weiterer Werkstückgeometrien nachgewiesen werden. Bei der Umsetzung moderner Leichtbaukonzepte ergibt sich ein Anforderungsprofil, bei dem sowohl der Aspekt der großflächigen Umformung als auch die Ausformung und Ausprägung lokal begrenzter, komplexer Geometriedetails im Vordergrund stehen.

Daher wurde am Lehrstuhl für Umformtechnik in Zusammenarbeit mit der Firma Siempelkamp-Pressen-Systeme in Krefeld die speziell auf dieses Anforderungsprofil zugeschnittene HBU-Presse entwickelt, die jetzt in Betrieb genommen wird.

Neues Versuchsfeld des Lehrstuhls: Gläsernes Labor

Um das Versuchsfeld des Lehrstuhls für Umformtechnik zu erweitern und auf den aktuellen Stand der Werkzeugmaschinen- und Labortechnik zu bringen, war es nötig, die vorhandene Experimentierhalle zu erweitern.

Diese Hallenerweiterung gliedert sich in zwei Bauabschnitte, von denen die Errichtung der Versuchshalle abgeschlossen ist und die ersten Versuchsstände bereits aufgebaut worden sind. Zur Zeit wird in einem zweiten Bauabschnitt der in drei Ebenen gegliederte Kopfbau erstellt, in dem nach Fertigstellung im März 2002 die erst kürzlich bewilligte Forschergruppe "Elektromagnetische Umformung" untergebracht werden wird.

Ein durchlaufendes Fensterband unterbricht die in Edelstahl gestaltete Südfront der neuen Halle, wobei die Realisierung in dieser hochwertigen Ausführung u.a. durch das großzügige Sponsoring der Firma Krupp Thyssen Nirosta möglich wurde. Gemeinsam mit dem weitgehend verglasten Kopfbau an der westlichen Hallenseite wird das neue Versuchsfeld des LFU optisch offen gehalten und so zum "Gläsernen Labor".

Information:
Axel Wellendorf. Ruf 0231-755-2654,
E-Mail wellendorf@lfu.mb.uni-dortmund.de

Klaus Commer | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kunststoffstrang statt gefräster Facette: neue Methode zur Verbindung von Brillenglas und -fassung
28.04.2017 | Technische Hochschule Köln

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie