Mit Köpfchen hämmern

Der Roboter hämmert in etwa einer Stunde eine vergleichsweise einfache Form in ein 30 x 30 Zentimeter großes Blech. Er benötigt dazu keine Gegenform, sondern lediglich die CAD-Daten. © Fraunhofer IPA

Mit Rapid-Prototyping-Verfahren lassen sich in kurzer Zeit Werkzeuge, Bau- und Blechteile als Unikate oder in Kleinserien herstellen und modifzieren. Auf der Messe EuroMold präsentieren Forscher ein Verfahren, mit dem sich etwa 3-D-Portraits in Motorhauben dengeln lassen.

Bei der Fertigung von Teilen für Automobile, Luft- und Raumfahrzeuge setzt die Industrie verstärkt auf Rapid-Prototyping-Verfahren. Diese arbeiten mit einem CAD-Modell oder auch mit dem Scan eines realen Gegenstands, die im Computer einfach verändert und optimiert werden können. Ist das virtuelle Objekt fertig, materialisiert eine Maschine den 3-D-Prototypen. Um Bleche auch in kleinen Serien von typischerweise bis zu 200 Stück herzustellen, eignen sich inkrementelle Umformverfahren besonders gut.

Inkrementelle Blechumformung bedeutet, ein Blech in kleinen Schritten zurecht zu hämmern oder zu drücken. Bei der hämmernden Variante des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA führt ein Roboter einen oszillierenden Metallstempel in Runden über das eingespannte Blech. Surrend arbeitet er so die Computervorlage schrittweise und reliefartig heraus. Knapp eine Viertelstunde genügt, um ein CAD-Objekt von 10 x 10 Zentimetern Größe umzusetzen. Die Grenzen des Verfahrens diktieren die herzustellenden Formen: Das hämmernde Umformverfahren eignet sich eher für runde Konturen, während bei eckigeren und steilen Flanken über 60 Grad das Tiefziehen besser geeignet ist. Hierfür müsste allerdings kostenintensiv ein neues Presswerkzeug hergestellt werden.

Mit dem Verfahren lassen sich auch Serienteile ohne großen Aufwand individuell anpassen. Kunden mit hohen Ansprüchen können etwa ein Logo als Relief auf der Motorhaube oder einen Schriftzug auf dem Kotflügel ihres Autos verewigen. Ebenso können Ecken und Kanten für ein sportlicheres Design hinzugefügt werden. Vorteilhaft ist das Verfahren auch bei Show Cars, die nicht in die Massenproduktion gehen.

Die IPA-Forscher setzen ihr patentiertes Verfahren bereits bei zwei großen Automobilherstellern ein. Wie Bleche derart umgeformt werden, können Besucher auf der EuroMold in Frankfurt erfahren. Auf der weltweit führende Fachmesse für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung sind Forscher der Fraunhofer-Allianz Rapid Prototyping vom 30. November bis 3. Dezember in Halle 8 am Stand M122-L113 vertreten. „Derzeit geht die Entwicklung zu immer kürzeren Produktlebenszeiten, immer kleineren Serien und immer komplexeren Geometrien“, betont Timo Schäfer vom IPA. „Mit dem Projekt ’Roboshaping’ liegen wir genau in diesen Trend. Mit unserem weltweit einzigartigen Umformverfahren fertigt der Roboter gewünschte Bauteile schnell, individuell und ohne großen technischen Aufwand.“

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Timo Schäfer
Telefon: 07 11 / 9 70-12 21, Fax: -10 08
timo.schaefer@ipa.fraunhofer.de

MEng.BA Achim Breckweg
Telefon: 07 11 / 9 70-12 96
achim.breckweg@ipa.fraunhofer.de

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Dr. Johannes Ehrlenspiel idw

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Dieses Fachgebiet umfasst wissenschaftliche Verfahren zur Änderung von Stoffeigenschaften (Zerkleinern, Kühlen, etc.), Stoffzusammensetzungen (Filtration, Destillation, etc.) und Stoffarten (Oxidation, Hydrierung, etc.).

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