FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG

Forschung für die Produktion von morgen

Entwicklung schafft Innovation. Vor allem bei der industriellen Produktion kann die induktive und konduktive Erwärmung bei der Neuentwicklung oder Optimierung von Fertigungsprozessen neue Möglichkeiten eröffnen. Wir möchten mit frischen Ideen Impulse geben und dadurch unseren Beitrag zum wirtschaftlichen Fortschritt leisten.

Die MEGATHERM Elektromaschinenbau GmbH hat sich auf die Herstellung, Reparatur und Vertrieb von elektrowärmetechnischen Anlage und deren Komponenten spezialisiert. Wir finden fertigungsoptimale Lösungen, wenn es darum geht, Ideen umzusetzen. Unser Ziel ist es, mit maßgeschneiderten Peripherieanlagen unseren Partnerunternehmen die Voraussetzung zu schaffen, Ideen umzusetzen, um die innovative Technik voranzutreiben.

Schneller als man denkt: Innovation im Fokus der EFRE-Förderung

Kontakt–Effizienzsteigerung beim Stanzen hochfester Bleche durch konduktive Erwärmung in getakten Werkzeugen

Motivation für das Projekt sind die ambitionierten Emissionsreduktionsziele der Bundesrepublik Deutschland und der Europäischen Union sowie der intensive globale Wettbewerb, wodurch Stanzbetriebe in NRW zunehmend vor große Herausforderungen gestellt werden. Als Resultat der Klimaschutzbestrebungen sind aktuelle Neuentwicklungen, z.B. im Kraftfahrzeugbau, durch steigende Anforderungen an die verwendeten Blechwerkstoffe gekennzeichnet. Unter dem Aspekt des Leichtbaus sinken die Materialvolumen bei steigender Festigkeit. Die Produktionstechnik und hierbei insbesondere die Stanztechnik ist nun gefordert, mit neuen, auf die Werkstoffentwicklung abgestimmtem Fertigungskonzepten zu reagieren.

Folgende konventionelle Prozessrouten existieren:

Stanzen weicher Stähle und anschließendes Härten – Energieintensiv, Kostenintensiv
Stanzen hochfester Stähle und spanende Nachbearbeitung zur Erzeugung der geforderten Schnittqualitäten – zusätzliche Werkzeugmaschinen notwendig, hoher Werkzeugverschleiß, nicht wirtschaftlich
Im Forschungsprojekt „KonTakt“ geht es nun darum, die Fließfähigkeit der hochfesten Blechwerkstoffe durch eine konduktive Erwärmung im Folgeverbundwerkzeug zu erhöhen. Beim Warmstanzen steigen die Schnittqualitäten und es sinken die Prozesskräfte. Durch gesteigerte Schnittqualitäten entfällt die kostenintensive Nacharbeit sowie der Werkzeugverschleiß.

Die Firma Megatherm, Sondermaschinenbauer aus dem Bereich der elektrischen Erwärmungstechnik, wird im Projekt erstmalig ein konduktives Erwärmungssytem für Stanzprozesse entwickeln.

Projektbeteiligte:

• Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie
• Megatherm Elektromaschinenbau GmbH
• HERU-Werkzeugbau GmbH & Co.KG
• ViewSystems GmbH

Projektträger:

• Projektträger Jülich
• Leitmarkt AGENTUR. NRW
• Fond für regionale Entwicklung ( EFRE )

Forschung und Entwicklung

Projekt „ Werkstoffverbund“- Sprühkompaktierte Gradientenwerkstoffe

Beteiligt an diesem Projekt sind das Bundesministerium für Bildung und Forschung, Zollern BHW, die Schaeffler Gruppe, die Wieland Werke AG, das Institut für Werkstofftechnik, die PEAK Werkstoff GmbH sowie die Firma Megatherm GmbH.

Ziel:

• Weiterentwicklung des Sprühkompkatierprozesses
• Verbesserung der Materialeigenschaften
• Verkürzung von Produktionsrouten, Lieferzeiten und Herstellkosten

Lösungsansatz

• Sprükompaktieren mit zwei Schmelzen und ein Ringsubstrat
• Simulation der Abkühlraten

Ergebnisse

• Sprühkompaktierte Gradientenringe
• Erkenntnisse über das Umformungsverhalten
• Simulationsprogramm zur Vorhersage der Abkühlraten
• Erkenntnisse zum Up- und Down-Scaling des Prozesses
• Kenngrößen für Serienfertigung

Anwendungsbeispiele – Wälzlager

Im Vergleich zu konventionellen Gießverfahren erhält man beim Sprühkompaktieren durch die 2-3fach schnellere Abkühlung der Schmelze in der Tropfenphase ein feinkörniges und seigerungsarmes Gefüge. Daraus resultieren verbesserte Werkstoffeigenschaften z.B. hinsichtlich Festigkeit und Umformbarkeit.

Aufgrund der erfolgreichen experimentellen Ergebnisse planen die produzierenden Firmen den Bau einer oder mehrerer Sprühkompaktieranlagen, um Lagerwerkstoffe schneller, preiswerter und qualitativ besser herstellen zu können. Aufgrund des starken internationalen Wettbewerbs sowie der ständig steigenden Rohstoffpreise werden innovative, flexible und nachhaltige Fertigungstechnologien immer wichtiger, um die Geschäftsfelder auch zukünftig mit entsprechenden Innovationen abzusichern.