Aus beiden Welten

Technik/Leichtbau

Die EFB Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung bündelt auf ihrem Euroblech-Stand zur Industrieforschung 17 Unternehmen und Forschungsinstitute mit ihren Entwicklungen in den beiden Welten: Fügen und Umformen.

02. Oktober 2018
© Bentley Motors
Bild 1: Aus beiden Welten (© Bentley Motors)

Als Hingucker zeigen Bentley und Volkswagen die Karosserie des neuen Bentley Continental GT. An diesem Exponat wird designorientierter Leichtbau, wie er in diesem Fahrzeug genutzt wird, verdeutlicht.

Komplexes Seitenteil durch Superplastic Forming

Das Aluminiumseitenteil wird aus der 5000er-Aluminiumlegierung AA5083 hergestellt. Dieser Werkstoff lässt im Warmumformverfahren Umformgrade bis 300 Prozent zu. Um die Designmarkanz in diesem Seitenteil umzusetzen, wird es im Superplastic Forming hergestellt. Das erhitzte Aluminiumblech liegt in diesem Verfahren auf einem festen Werkzeugunterteil und wird mit einer Membran abgedeckt.

Die Umformung wird dann mit einem Druckmedium über diese Membran erzeugt. Die hochfesten Stahl- und Aluminiumteile werden durch die neuartige Fügetechnik ›Rollfalzen mit Knabbern‹ verbunden. Dabei wird das Aluminiumblech um die hochfesten Stahlbleche gefalzt und verklebt. Damit sich die Verbindung während der Klebstoffaushärtung im KTL-Ofen nicht verzieht, werden sogenannte Knabberpunkte gesetzt, die Relativverschiebungen zwischen Aluminiumteil und Stahlunterkonstruktion verhindern.

Der Gemeinschaftsstand konzentriert sich auf aktuelle Entwicklungen zum Umformen und Fügen:

• Im Bereich Umform- und Werkzeugtechnologie zeigen das

  Institut für Umformtechnik der Uni Stuttgart Tiefzieh-,

  Streckzieh-, Ziehteile und das Institut für Integrierte

  Produktion Hannover hybride Bauteile.

• Das Institut für Werkstoffkunde der Uni Hannover

  beschäftigt sich mit Warmumformung und Presshärten.

• Zeller+Gmelin, Eislingen, informiert über Technologien

  zum Oberflächenschutz und Schmierstoffe für die

  Umformtechnologie.

• Die Professur für Umformendes Formgeben und Fügen

  der TU Chemnitz stellt induktive Erwärmungsmethoden

  in Umform- und Fügeprozessen, unter anderem beim

  Walzprofilieren und der inkrementellen Blechumformung

  vor.

• Am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Freiburg

  und an der Professur Formgebende Fertigungsverfahren

  der TU Dresden werden Simulationsverfahren zu

  Prozessen, Werkzeugen und Bauteilen erarbeitet.

• 3R Technics GmbH, Zürich, und F+K Werkstoffprüfung

  und Labor GmbH, Wetter, zeigen effiziente Methoden und

  Geräte zur Werkstoffprüfung.

• Das Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik der

  Universität Paderborn stellt zum Thema Elektromobilität

  einen Aluminium-Batteriekasten aus aktueller

  Serienproduktion aus. Dieser ist aus verschiedenen

  Aluminiumlegierungen und -halbzeugen gefertigt.

  Die besondere Herausforderung bei diesen Bauteilen

  besteht darin, Crashsicherheit und Dichtigkeit zu erreichen.

  Von außen darf beispielsweise kein Spritzwasser an die

  Batterien gelangen. Besonders vorteilhaft ist bei dem

  gezeigten Design der reibrührgeschweißte Boden aus

  Hohlprofilen. Dadurch ist gleichzeitig eine sehr hohe

  Steifigkeit wie auch eine absolute Dichtigkeit erreicht

  worden.

• Am Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren

  der Uni Kassel werden durch Klebtechnik geeignete

  Holzgrundwerkstoffe zu technischen Werkstoffen ertüchtigt,

  sodass Anwendungen im strukturellen Fahrzeugbau möglich

  werden. Dafür werden holzbasierende Multimaterialsysteme

  entwickelt und in Fahrzeugstrukturen durch geeignete

  Fügetechnologien und Prozessketten integriert.

  Darüber hinaus werden Strategien für Reparatur und

  Recycling der entwickelten Werkstoffsysteme betrachtet.

• Die Professur Fügetechnik und Montage der TU Dresden

  und das Institut Umformtechnik und Umformmaschinen

  der Uni Hannover informieren über Werkzeuge zum Fügen

  durch Umformen und Kantenbearbeitung.

Automatische Roboterprogrammierung mittels 3D-Sensordaten

Im Rahmen des Projektes Senspro der Fraunhofer-Einrichtung Großstrukturen in der Produktionstechnik in Rostock wird eine innovative Methode zur Programmierung von Schweißrobotern im Bereich der Produktion von Stahlvolumenstrukturen vorgestellt. Die Methode verringert den Aufwand für die Erstellung von Roboterprogrammen und steigert somit die Produktivität. Ausgangspunkt des Programmierverfahrens ist die dreidimensionale Digitalisierung des zu bearbeitenden Werkstücks mittels Laserscanner.

Anhand der erfassten Sensordaten werden die einzelnen Bauteile der Konstruktion sowie die für die Verbindung notwendigen Schweißnähte automatisch identifiziert. Anschließend werden die Komponenten in vereinfachte geometrische Formen umgewandelt und für Kollisionsprüfungen verwendet. Ein Postprozessor errechnet mit speziell entwickelten Wegplanungsalgorithmen die Bewegungen, die zum Verschweißen der identifizierten Nähte benötigt werden.

Zuletzt werden die Roboterbewegungen in ein systemspezifisches Roboterprogramm umgewandelt. Diese neue Programmiermethode wurde in eine bestehende Produktionsanlage auf der Warnow-Werft in Rostock-Warnemünde integriert und unter realen Produktionsbedingungen getestet.

Senspro wird im Rahmen der SMM 2018 anhand eines Versuchsaufbaus, ausgestattet mit einem UR10-Leichtbauroboter, demonstriert.

Um die individuelle Programmgenerierung hervorzuheben, können Besucher ein frei bewegliches Modell eines Schiffspanels selbstständig anpassen. Anschließend werden Schweißbahnen beispielhaft abgefahren. Das Risiko von CUI (Corrosion under Insulation = Korrosion unter der Isolierung) lässt die Anforderungen an immer korrosionsbeständigere Werk-stoffe steigen. Die Goebel GmbH, Erkrath, begegnet ihnen mit neuen Schrauben und CUP Dichtbecher Blindnieten.

Euroblech Halle 11, Stand B08

Erschienen in Ausgabe: 06/2018