Experten an der Leine

UKH: Diese Drei Buchstaben lockten über 200 Umformfachleute an die Leine zum 19. Umformtechnischen Kolloquium Hannover. was gab es Interessantes? So vieles, dass bbr in zwei Teilen berichtet.

26. Mai 2008

Seit über einem halben Jahrhundert trifft sich die internationale Expertenschar in Hannover. Die gemeinsame Veranstaltung des Institutes für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) und des Hannoverschen Institutes für Fertigungsfragen (HFF) behandelte die vier Themenbereiche »Innovationen in der Umformtechnik«, »Neue Werkstoffe und Verfahren«, »Anforderungsgerechte Maschinen- und Werkzeugkonzepte« und »Rechnereinsatz in der Umformtechnik« (Bericht zu diesem Thema folgt in einem zweiten Beitrag in einer der folgenden bbr-Ausgaben). Ein aktueller roter Faden zog sich durch die 18 Vorträge. Es ging auf dem Kolloquium laut IFUM-Leiter Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens darum, »das vorhandene Potenzial zum Steigern der Wettbewerbsfähigkeit zu nutzen und die Unternehmen für die zukünftigen Entwicklungen zu sensibilisieren«. Phantasie ist also gefragt, so etwa bei den Umformprozessen, wenn es um das Bearbeiten ›schwieriger‹ Werkstoffe geht.

Schmieden

Beispiel Otto Fuchs KG aus Meinerzhagen: Das Unternehmen entwickelte zum Herstellen endkonturnaher Bauteile aus Titan den Near-Net-Shape-Schmiedeprozess. Dank dieses Verfahrens, das sich in der Praxis bereits bei Teilen für den Airbus A380 bewährt hat, ließen sich 30% an Material einsparen — bei vergleichbaren statischen Festigkeitseigenschaften von konventionell geschmiedeten Teilen.

Alu-Strangguss

Neue Aluminiumblechqualitäten entstehen bei der Novelis Technology AG aus Zürich. Bei den Schweizern entstand mit ›Novelis Fusion‹ ein neues Stranggussverfahren, mit dem sich laut Dr.-Ing. Peter Furrer die Eigenschaften eines Aluminiumbleches »noch genauer auf die Anforderung der jeweiligen Anwendung zuschneiden« lassen. Das Geheimnis besteht in einer sekundären Wärmeabführkammer und einer Sensorregelung der Kühlmittel- und Flüssigmetallströme. Mit dieser Technik stellen die Schweizer einen Walzbarren her, bei dem ein Kern aus einer Aluminiumlegierung mit einer oder mehreren Oberflächenschichten einer anderen Legierung kombiniert wird.

Weiterverarbeitung

Eine Weiterentwicklung der Umformverfahren wirkt sich aber auch auf die Weiterverarbeitung aus. ThyssenKrupp Umformtechnik GmbH aus Bielefeld wies beispielsweise nach, dass sich auch warmumgeformte Bauteile problemlos schweißen lassen. Allerdings sollte der Anwender auf die Details achten. Dazu Dr.-Ing. Jens Overrath: »Die Schweißbarkeit pressgehärteter Blechkomponenten und die mechanischen Eigenschaften der Verbindungsstellen sind mit denen konventioneller höchstfester Stähle vergleichbar. Ein signifikanter Unterschied besteht jedoch in dem deutlichen Abfall der Härte im sogenannten Härtesack, einem Bereich der Wärmeeinflusszone der Fügestellen.«

Zukunftsprozess

Dipl.-Ing. Uwe Paar, Fertigungsexperte bei der Volkswagen AG in Baunatal (bei Kassel), bezeichnete in Hannover die Warmumformung von Automobilteilen sogar als einen der Fertigungsprozesse der Zukunft. Dabei müsse der Anwender aber modifizierte Erwärmungsverfahren, neue Werkzeugkonzepte und -stähle mit speziellen Beschichtungen kombinieren. Wie es geht, macht VW vor: Zusammen mit der Firma Rovalma S.A. aus Barcelona hat das Werk den Warmarbeitsstahl HTCS-150 mit einer Wärmeleitfähigkeit von 66 W/mK entwickelt. Damit ließ sich die Haltezeit zum Abkühlen des Blechs von 800?°C auf 200?°C auf drei Sekunden reduzieren.

Sparen beim Werkzeug

Ein enormes Einsparpotenzial steckt in den Umformwerkzeugen: Hier experimentieren Hersteller mit den unterschiedlichsten Konzepten. Der Werkzeugbau der Wilhelm Karmann GmbH aus Osnabrück setzt auf zwei Strategien: Die Einführung einer am Wertstrom orientierten Fließfertigung und das Tool-in-Tool-Werkzeugkonzept, wo ein separates Werkzeug zum Einsatz kommt. Dr. Thomas Meichsner, Executive Director Production Technology: »In einem Werkzeugsatz müssen nur noch einzelne Werkzeuge ergänzt werden, um eine weitere Teilevariante herzustellen.« Das heißt: Für zwei Varianten benötigen die Osnabrücker nur noch ein Tiefziehwerkzeug. Eine werkzeuglose Alternative: Varianten müssen nicht zwangsläufig durch Großwerkzeuge entstehen, denn sie lassen sich auch durch eine Fertigstellung im Karosseriebau erzeugen. Der Direktor: »Durch einen Laserbeschnitt und weitere Stanzoperationen können wir beispielsweise Links- oder Rechtslenkerfahrzeuge produzieren.« Kritik wegen sinkender Oberflächenqualitäten (Thema Karosserie-Außenhaut) lässt der Experte nicht gelten und verweist auf das aktuell mit dem Verfahren hergestellte Nutzfahrzeug Mercedes-Benz Sprinter beziehungsweise den baugleichen VW Crafter. »Schauen Sie sich den Sprinter doch mal genauer an. Wenn Sie eine Naht sehen, rufen Sie mich an.« Das Verfahren eigne sich für Kleinserien (bis zu 50 Fahrzeuge pro Tag): Für Tool-in-Tool sprechen nicht nur die sinkenden Kosten (minus 65 bis 75 Prozent für jede weitere Werkzeugvariante), sondern auch der sinkende Platzbedarf und die Abnahme an Try-outs. Dr.-Ing. Meichsner: »Die Anzahl an Try-outs ging zurück von drei bis fünf auf ein bis zwei. Ich sehe dieses Konzept als Chance an, chinesische Angebote deutlich zu unterbieten.«

Wenn Medien wirken

Ebenfalls für kleinere Losgrößen ist die wirkmedienbasierte Blechumformung gedacht. Als wirtschaftliche Fertigungsalternative bezeichnete das Verfahren Dipl.-Ing. Christof Merten von der Forschung und Entwicklung bei der Schuler Hydroforming GmbH & Co. KG aus Wilnsdorf. In Hannover stand das hydraulische Tief- und Streckziehen im Mittelpunkt. Für dieses Verfahren sprechen die gleichmäßige Wanddickenverteilung und die günstige Kraftverteilung, die die Gefahr des Reißens deutlich verringern soll. Das Unternehmen aus dem Siegerland baute hierfür eine kompakte Umformanlage in Plattenbauweise (Schließkraft 50.000 KN), die mit Wasserhydraulik mit einem Druck von 2.500 bar Bauteile verformt. Was spricht für das Verfahren, das immer noch langsamer als konventionelle Umformverfahren (in Hannover war die Rede von plus 40 Sekunden pro Takt) arbeitet? Merten: »Das Verfahren ermöglicht die wirtschaftliche Fertigung von komplex geformten und hochdekorativen Bauteilen aus einem Stück, die sich bisher nicht, nur mehrteilig oder nur in mehreren Umformstufen herstellen ließen.« Seiner Ansicht nach eigne es sich für Prototypen sowie für kleine und mittlere Serien mit bis zu 20.000 Teilen pro Jahr. Für größere Serien ist dagegen das Präzisionsumformverfahren der GKN Driveline Trier GmbH gedacht, die damit Gleichlaufgelenke herstellt. Es handelt sich um eine neuartige Konstruktion, die das Unternehmen als Problemlöser bezeichnet. »Sie benötigen 8% weniger Bauraum, liefern 15% Gewichtseinsparung bei einem um 30% verbesserten Wirkungsgrad«, erklärte Geschäftsführer Dr.-Ing. Roland Seidel und nannte ein Beispiel: »Die Schwierigkeit bei der Herstellung der Umformteile liegt darin, den Materialfluss so zu verändern, dass trotz des gegenläufigen Designs der Kugellaufbahnen gerade soviel Formfüllung vorhanden ist, dass nach dem Härten nur noch eine Fertigbearbeitung ansteht.« Das gelang GKN sowohl beim Fertigen der Außenteile als auch durch ein intelligent konstruiertes Presswerkzeug — ohne Erhöhen der Fertigungskosten.

Servo für Umformer

Zu den Stammgästen zählt Dipl.-Ing. Johannes Hülshorst, Gründer der Synchrodesign GmbH aus Rietberg. Er ist auch der ›Vater‹ der Synchropress Pressen (die heute im Hause MEB gebaut und vertrieben werden), in denen spezielle elektrische Antriebstechnik und eine Echtzeit-Regelung stecken. Kürzlich stellte Johannes Hülshorst im bbr-Interview das Dienstleistungsangebot seines neuen Unternehmens für Umformer vor (in bbr 1/2 2008, TALK ab Seite 56). »Das know-how von Synchrodesign wollen wir nutzen, um mit dem Kunden auf Basis der Möglichkeiten dieser neuen Servo-Technologien neue oder auch bestehende Teile unter die Lupe zu nehmen. Für diese werden wir dann durch eine andere Sicht auf deren Fertigungsprozess alternative Methodenpläne zur Fertigung entwickeln und sie mit den herkömmlichen vergleichen.

Nikolaus Fecht

Erschienen in Ausgabe: 05/2008