Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Flittergrat: Forscher untersuchen erstmals, wie er sich vermeiden lässt

27.11.2014

Flittergrat beeinträchtigt die Qualität von Schmiedeteilen, etwa von Querlenkern an Achsen oder Kurbelwellen für Motoren. Der sehr dünne Grat entsteht etwa, wenn beim Schmieden überschüssiges Material in den Spalt zwischen Stempel und Gesenk oder zwischen die Gesenkhälften gepresst wird. Unter welchen spezifischen Umständen der Flittergrat entsteht und wie er sich vermeiden lässt, ist bisher jedoch nicht erforscht. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) will das Phänomen erstmals wissenschaftlich untersuchen und damit unter anderem der Autoindustrie helfen, die Qualität ihrer Schmiedeteile zu verbessern.

Wenn beim Schmieden heißes Metall in Form gepresst wird, entweicht fast immer überschüssiges Material zu den Seiten – ähnlich wie bei einem Waffeleisen, in das zu viel Teig gefüllt wird. An den Schmiedeteilen entsteht dadurch ein Rand, der später entfernt werden muss: der sogenannte Grat.


Störender Flittergrat: An diesem Testbauteil ist der dünne Rand aus überschüssigem Material gut zu erkennen. Foto: Susann Reichert / IPH

Schmiedeunternehmen versuchen seit Jahren, den Grat zu reduzieren, um Material und Energie zu sparen. Inzwischen lässt sich der grobe, seitliche Grat schon recht gut vermeiden – auch dank der Forschung des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH), das unter anderem das gratlose Präzisionsschmieden und das mehrdirektionale Umformen erprobt.

Nicht vermeiden lässt sich bisher der sogenannte Flittergrat. Er entsteht selbst beim Präzisionsschmieden, wenn Material in den dünnen Spalt zwischen Stempel und Gesenk kriecht. Dabei wird zwar nicht viel Material verschwendet – der Flittergrat ist sehr dünn – aber der zarte Metallkranz erschwert dennoch die Weiterverarbeitung.

Entsteht der Flittergrat beispielsweise schon in einem der ersten Schmiedeschritte, kann er später umklappen und eingeschmiedet werden – die Qualität des Bauteils leidet. Auch auf die anschließende spanende Nachbearbeitung wirkt sich der Flittergrat negativ aus. Weil er sich bei jedem Schmiedeteil unterschiedlich stark ausformt, lässt sich die Nachbearbeitung nur schwer automatisieren. Zudem führt der Flittergrat dazu, dass die Werkzeuge zur spanenden Nachbearbeitung schneller verschleißen.

Bisher ist nicht erforscht, unter welchen Bedingungen Flittergrat entsteht und wie er sich vermeiden lässt. Das IPH will diese Frage jetzt erstmals wissenschaftlich untersuchen – und zwar speziell für Bauteile aus Aluminium. Dieser Leichtbau-Werkstoff wird in der Autoindustrie verstärkt eingesetzt, um Gewicht zu sparen und damit Fahrzeuge herzustellen, die weniger Sprit verbrauchen. Wegen seiner Fließeigenschaften neigt Aluminium allerdings stärker zur Flittergratbildung als Stahl.

Die Herausforderung für die Forscher: Flittergrat ist unberechenbar. Im Gegensatz zu dem groben Grat, der seitlich am Bauteil entsteht, lässt er sich bisher nicht mit der Finite Elemente Methode (FEM) darstellen. Weil der Grat so dünn ist, ist eine sehr detaillierte Simulation nötig, die noch vor wenigen Jahren an der Leistungsfähigkeit der Rechner scheiterte.

Das IPH will nun erstmals Flittergrat am Computer simulieren und damit vorhersagen, unter welchen Bedingungen er entsteht. Die Forscher wollen beispielsweise untersuchen, welchen Einfluss die Temperatur des Werkstoffs, die Umformgeschwindigkeit oder die Breite des Spalts zwischen Stempel und Gesenk hat – um anschließend die Parameter so zu verändern, dass möglichst wenig Flittergrat entsteht. Um zu überprüfen, ob die FEM-Simulation der Realität entspricht, sollen Testbauteile geschmiedet werden: Der tatsächlich entstandene Flittergrat kann dann mit der Simulation verglichen werden. So können die Forscher die Prozessgrenzen für möglichst flittergratfreies Schmieden ausloten.

Das Forschungsprojekt „ProGrAl – Flittergratvermeidung beim Präzisionsschmieden von Aluminium entlang der Prozesskette“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und läuft bis Januar 2017. Gegen Ende des Forschungsprojekts will das IPH eine komplette Stadienfolge auslegen, um Langteile wie Querlenker oder Kurbelwellen sowohl gratlos als auch flittergratfrei herzustellen – und damit die Qualität von Leichtbau-Schmiedeteilen deutlich zu verbessern.


Weitere Informationen:

http://www.iph-hannover.de

Susann Reichert | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie