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 Innovation macht 3D-Drucker für kleinere und mittlere Unternehmen rentabel
24.03.2017 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

nachricht Neues energieeffizientes Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofffasern
13.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit