Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blechbauteilen geht es an den »Kragen« – innovatives Prüfsystem in den Startlöchern

03.12.2014

Immer leichter, immer komplexer und immer kostengünstiger – dennoch steigen die Anforderungen bei der Herstellung von Blechkomponenten stetig. Insbesondere ist im Automobilbau die Problematik der Riss- und Mikrorissbildung bei der Herstellung von kragengezogenen* Blechbauteilen, z.B. als Verbindungskomponenten mit Funktionsflächen zum Schweißen, Schrauben oder als Lager bestens bekannt. Doch bisher erfolgt lediglich eine visuelle Sichtung – aktuelle optische Prüfsysteme haben sich im Serienbetrieb für diesen sehr speziellen Einsatz als nicht praxistauglich erwiesen.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken sowie des Instituts für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) in Hannover arbeiten derzeit gemeinsam an der Entwicklung von neuen zerstörungsfreien Prüfmethoden zur automatischen Detektion von Rissen bzw. Mikrorissen im Produktionsprozess beim Kragenziehen.


In den Ziehring (2) des Lochaufweitungsversuchs (LAV) eingeschraubter Körperschall-Sensor (1) zum Nachweis der Rissentstehung in der Probe (3).

Fraunhofer IZFP

Gefördert wird das Projekt durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen »Otto von Guericke« e. V. (AiF) sowie von der Europäischen Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) mit über 315.000 Euro.

Leichtbaubestrebungen und Kosteneinsparungen motivieren seit einigen Jahren zu immer anspruchsvolleren Herstellungsvarianten kragengezogener Bauteile. Aufgrund der hohen Umformgrade und der Unsicherheiten im System Werkzeug / Maschine sind die Prozessgrenzen allerdings längst erreicht. Daher sind Risse, Mikrorisse und Einschnürungen, die während der Produktion auftreten, kaum vermeidbar.

Durch die Montage fehlerhafter Bauteile entstehen erhebliche Fehlerfolgekosten. Bei einer Taktzeit von ca. 20 bis 30 Teilen pro Minute ist die Identifizierung fehlerhafter Bauteile am Auslaufband mit visuellen Verfahren nicht prozesssicher und optische Prüfsysteme haben sich im Serienbetrieb als nicht praxistauglich erwiesen. Daher wurde am Fraunhofer IZFP nach neuen Möglichkeiten der qualitätssichernden Prozessüberwachung beim Kragenziehen gesucht.

»Um eventuelle Risiken frühzeitig minimieren oder gar vermeiden zu können, war es wichtig, alle Prozessschritte beim Kragenziehen genauer unter die Lupe zu nehmen«, betont Dr. Bernd Wolter, Leiter der Abteilung Fertigungsintegrierte ZfP** am Fraunhofer IZFP. Hierbei handelt es sich um Verfahren, die vor, während und nach dem Prozess des Kragenziehens eingesetzt werden (Pre-Process, In-Process und Post-Process).

Die Pre-Process-Überwachung soll das Risiko für das Auftreten von Bauteilfehlern vor dem eigentlichen Kragenziehen minimieren, d. h. die Frage klären, ob der Werkstoff überhaupt geeignet ist, um im Herstellungsprozess des Kragenziehens eingesetzt zu werden. Mit der In-Process-Überwachung kann die Entstehung von Rissen während des Prozesses nachgewiesen werden.

»Um Fehler nachweisen zu können, haben wir spezielle Schallemissionssensoren im Kragenzieh-Werkzeug selbst integriert. Diese Sensoren sind mit Mikrofonen vergleichbar, d. h. wir können erkennen, welche Geräusche erzeugt werden. Bei höherfesten Stahlqualitäten gelang es uns schließlich, den Zeitpunkt der Rissbildung im Schall-Signal exakt zu bestimmen», so Wolter.

Mit Post-Process-Verfahren können die Bauteile nach dem Kragenziehen auf vorhandene Risse und Einschnürungen geprüft werden. Hierfür wurden spezielle Prüfsysteme auf Basis von elektromagnetischem Ultraschall (EMUS) und Induktions-Thermographie eingesetzt, die am Fraunhofer IZFP entwickelt wurden.

»Mit diesen Verfahren ist es möglich, die relevanten Defekte prozesssicher nachzuweisen, um so die Weiterverarbeitung oder gar die Auslieferung von N.I.O-Teilen*** ausschließen zu können«, sagt Wolter weiter.

Das Forschungsvorhaben wird durch namhafte Industrievertreter, u. a. Faurecia Autositze GmbH oder Volkswagen AG, im Rahmen eines projektbegleitenden Ausschusses betreut, die großes Interesse an den Forschungsergebnissen bzw. einem ganzheitlichen Konzept für ein industrietaugliches Prüfsystem haben. Der Abschluss des Projektes ist für Februar 2015 geplant.

Erläuterungen:
*Kragen sind Blechdurchzüge an Rohren und Profilen. Kragenziehen ist ein Umformverfahren, bei dem an Blechen oder Rohren durch Zugdruckbelastung als »Kragen« bezeichnete Blechdurchzüge aufgestellt werden.
**ZfP steht für Zerstörungsfreie Prüfverfahren
***N.I.O-Teile: Nicht In Ordnung-Teile


Weitere Informationen:

http://www.izfp.fraunhofer.de/

Sabine Poitevin-Burbes | Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

nachricht Smarte Sensoren steuern Industrieprozesse von morgen
31.08.2017 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik