Neue Prozessketten für die Fertigung von morgen

Höchst effiziente Prozessketten für die Automobilindustrie: Sie sind das Ziel beider Forschungsprojekte, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt knapp fünf Millionen Euro drei Jahre lang gefördert werden.

Höchst effiziente Prozessketten für die Automobilindustrie: Sie sind das Ziel beider Forschungsprojekte, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt knapp fünf Millionen Euro drei Jahre lang gefördert werden.

An beiden Projekten sind zahlreiche Industriepartner beteiligt; die wissenschaftliche Expertise steuern das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) und das Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) bei. Mit den anteiligen Fördergeldern werden an diesen beiden Instituten aus dem PZH acht wissenschaftliche Mitarbeiter finanziert, die in den kommenden drei Jahren an der Entwicklung der neuartigen Prozessketten arbeiten werden.

Die „Entwicklung einer Hochleistungsprozesskette für die Großserienfertigung“ ist gemeinsames Ziel des IFW, des Projektkoordinators Volkswagen und sechs weiteren Industriepartnern im Projekt HLProKet (Details am Ende dieser Mitteilung).

Derzeit werden Maschinenelemente wie etwa Antriebsgelenkwellen noch in drei Schritten gefertigt: Nach der sogenannten Weichbearbeitung wird die Welle im zweiten Schritt gehärtet, anschließend muss sie sich einer Hartfeinbearbeitung unterziehen, da durch das Härten Verzüge auftreten.

Der Forschungsverbund will die Prozesskette auf zwei Schritte verkürzen. Die Hartfeinbearbeitung soll wegfallen; sie ist aufwendig und kostenintensiv. Oliver Maiß, der das Projekt seitens des IFW vorbereitet hat, erklärt die grundlegende Idee:

„Wir wollen den Bauteilverzug kompensieren. Dazu streben wir eine Weiterentwicklung der Hochleistungsfertigungsverfahren Drehwalzen und Fräsen in Verbindung mit dem induktiven Härten an. Als Folge wird die Prozesskette um bis zu 50 Prozent verkürzt.“

Beim Drehwalzen handelt es sich um einen am IFW entwickelten Kombinationsprozess, bei dem eine Hartstoffkugel mit hohem Druck auf die gerade gedrehte Oberfläche gepresst wird. Das Projekt soll dazu beitragen, das Verfahren aus der Forschung in den industriellen Einsatz zu überführen.

Am Ende des Projekts wollen die Forschungspartner eine reale Prozesskette – exemplarisch entwickelt für eine Antriebsgelenkwelle – vor sich stehen haben. Sie wird nur noch ein Hochleistungs-Komplettbearbeitungszentrum inklusive des Drehwalzens und eine Anlage zur Wärmebehandlung umfassen.

Koordinator des zweiten geförderten Projekts „Innovative Prozesskette zur Massivteilfertigung aus einem neuartigen Leichtbaustahl“, IPROM ist die Daimler AG. Sie hat gemeinsam mit den Deutschen Edelstahlwerken AG einen neuartigen Stahl entwickelt und patentieren lassen, der im Vergleich zu den heute im Automobilbau verwendeten Stählen gleiche Eigenschaften hat, aber um rund zehn Prozent leichter ist.

Die aktuelle Herausforderung dieses neuen, zukunftsweisenden Stahls sei dessen Gefüge, erläutert IFW-Projektbetreuer Marc-André Dittrich, da es sich anders verhalte als herkömmlicher Stahl und neue, entsprechend angepasste Fertigungsverfahren erfordere, bevor eine wirtschaftliche Fertigung möglich ist.

Diese Fertigungsverfahren – Trennen, Umformen, Wärmebehandeln, Zerspanen, Schleifen – wollen die Projektbeteiligten, zu denen das IFW und das IFUM gehören, entwickeln und in einer optimal aufeinander abgestimmten Prozesskette simulieren und realisieren. Die Prozesskette wird exemplarisch für zwei Bauteile im Auto aus dem neuen Stahl entstehen. „Wir sind stolz, dass wir als einzige Wissenschaftler weltweit mit dem neuen Material forschen können“, fasst Professor Berend Denkena, Leiter des IFW, die Stimmung an den beiden Instituten zusammen.

Die Projektdetails:
Entwicklung einer Hochleistungsprozesskette für die Großserienfertigung (HLProKet) mit Volkswagen AG, Gildemeister Drehmaschinen GmbH, Ecoroll AG Werkzeugtechnik, Artis GmbH, Franken GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge, Emuge-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Spanntechnik, Steremat Induktion GmbH, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IFW der Leibniz Universität

Innovative Prozesskette zur Massivteilfertigung aus einem neuartigen Leichtbaustahl (IPROM) mit Daimler AG, Deutsche Edelstahlwerke AG, Walter AG, Mapal Präzisionswerkezuge Dr. Kress KG, Hermes Schleifkörper GmbH, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen IFUM sowie Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IFW der Leibniz Universität Hannover

Diese Forschungs- und Entwicklungsprojekte werden mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“ (Förderkennzeichen: 02PN2187 und 02PN2055) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Kontakt und Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen M.Sc. Marc-André Dittrich vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen am Produktionstechnischen Zentrum Hannover unter 0511 762 2543 oder dittrich@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.