17. DEZEMBER 2017

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Ruhelos auf dem Markt


Fokus - Umformtechnik

Nach dem Spiel ist vor dem Spiel. Wenige Monate nach der Installation der laut Hersteller »stärksten Servopresse der Welt« im Gestamp-Werk in Bielefeld hat Nidec Arisa ein weiteres ehrgeiziges Projekt gestartet: der Einsatz der Servotechnik auf eine Presse mit Ziehkissen, die auch für die Verformung komplexer Werkstoffgeometrien sowie von Teilen aus nicht magnetischem Metall genutzt werden soll.
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Die Servotechnik für Pressen sei dabei, sich in der Automobilindustrie weltweit durchzusetzen. So heißt es im Artikel ›The Upward Curve of Servo‹, der kürzlich in der Zeitschrift AMS erschienen ist. Die Hauptgründe sind die größere Flexibilität und Produktivität der Servopressen im Vergleich zu mechanisch und hydraulisch angetriebenen und ihr geringerer Energieverbrauch dank ausgetüftelter Energiemanagementsysteme, mit denen ein Teil der Energie in der Abbremsphase zurückgewonnen wird.

Die größere Flexibilität einer Servopresse ist der Tatsache zu verdanken, dass der Stößelhub entsprechend dem umzuformenden Material programmiert werden kann und stets die Höchstgeschwindigkeit und die maximale Anzahl der Schläge erreicht wird, die das Material in jeder Zyklusphase zulässt. Ebenso kann die Geschwindigkeit des Stößels am oberen Totpunkt an den Bedarf des Prozesses für den Transfer des Metalls im Inneren der Maschine angepasst werden. Die Servopresse bietet außerdem die Möglichkeit, zwei Hübe ohne Vorschub auszuführen, um auf derselben Stanzstation den Spring-back-Effekt bei Materialien mit hoher Elastizitätsgrenze zu korrigieren. Diese Flexibilität führt geradewegs zu einer um 20, 30 Prozent (oder mehr) höheren Durchschnittsproduktivität, ohne den Zuwachs mitzuzählen, wenn das Werkzeug speziell dafür gestaltet und für maximale Produktivität an die Stößelbewegung angepasst wird.
Aufgrund der vielen Vorteile ersetzen die Servopressen nach und nach die traditionellen Pressen bei den Unternehmen, die Karosseriebauteile für Fahrzeuge herstellen. 70 Prozent der Pressen, die Nidec Arisa verkauft, sind laut Verkaufsleiter Diego Ariznavarreta Servopressen. Arisa setzt verstärkt auf die Servotechnik und hält nach eigener Aussage den Rekord (vor gut einem halben Jahr mit 45.000 Kilonewton), die weltweit größte und stärkste Servopresse mit einem mehr als neun Meter langen Stanzwerkzeug im Bielefelder Gestamp-Werk installiert zu haben. Sie ist laut Artikel zur Zufriedenheit des Kunden bereits in vollem Betrieb, und der Nutzer betrachte die Investition als bedeutende Maßnahme zur Sicherung seiner Wettbewerbsfähigkeit.

Innovative Servopresse mit Ziehkissen

Nidec Arisa ruht sich jedoch nicht auf seinen Lorbeeren aus und arbeitet bereits an einem anderen Projekt für einen Kunden in Großbritannien – eine etwas weniger potente Servopresse (25.000 Kilonewton), jedoch mit einem vergleichbar komplexen mechanischen Antrieb. Es wird die erste Servopresse sein, die das Unternehmen mit einem Link-Drive-Antrieb hergestellt hat, ausgestattet mit einem servogesteuerten Ziehkissen und einem mechanischen System gelenkig gelagerter Glieder zur Verringerung der Geschwindigkeit des Stößels vor dem unteren Totpunkt, ohne dass die Gesamtgeschwindigkeit der Motoren reduziert werden muss. Das heißt, der Stößel wird durch die Kombination aus kinematischer Bewegung und einer Elektrosteuerung ausgebremst. Aufgrund der geringeren Geschwindigkeitsdrosselung können die Motoren nach den Stanzprozessen deutlich schneller beschleunigen, was sich in eine höhere Anzahl von Schlägen pro Minute übersetzt. Ariznavarreta schätzt den Produktivitätszugewinn auf 30 Prozent im Vergleich zu einer Standard-Servopresse.
Die Servopresse mit Ziehkissen wird benötigt für das Kaltstanzen von Materialien, denen eine kompaktere Form gegeben werden soll. »Stellen Sie sich zum Beispiel ein Teil in Helmform vor«, erklärt Diego Ariznavarreta. Neben der Ausübung eines zusätzlichen Drucks von 4.000 Kilonewton ist die Hauptfunktion des Ziehkissens, die Platine anzuspannen, damit das Material während des Stanzprozesses nicht wellt. Der Vorgang muss außerdem langsamer vonstattengehen, damit das Material beim Aufschlag zwischen Werkzeug und Ziehkissen fließen kann. Deshalb muss der Stößel anhand eines mechanischen Link-Drive-Systems gebremst werden. Dies trägt nicht nur dazu bei, die Servopresse schneller zu machen, sondern verringert auch ihren Energiebedarf, weil die Motoren nicht so oft gebremst werden müssen.
Die Geschwindigkeitssteuerung ist noch aus einem anderen Grund wichtig: »Um die Autos leichter und sicherer zu gestalten, forschen unsere Kunden derzeit intensiv nach Materialien, die leichter und widerstandsfähiger sind. Wir treffen daher auf Materialien mit einer immer höheren Elastizitätsgrenze, die daher schwerer zu verformen sind«, erklärt Ariznavarreta. »Die Servotechnik in Kombination mit der Link-Drive-Technik hat den Vorteil, die Kraft zu dosieren, damit der Aufschlag sanfter ist und die Presse beim Umformen und Kürzen des Materials weniger verschleißt – von der Verbesserung der Teilequalität aufgrund des behutsameren Stanzvorgangs ganz zu schweigen.«


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bbr 06/2017
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