Für eine systematische Reklamationsbearbeitung hat sich die vom VDA empfohlene 8D-Methode etabliert. Allerdings existieren bisher keine adäquaten Mess- und Bewertungstechniken zur Beurteilung der Qualität eines 8D-Berichts. In der Folge kann nicht zu jedem Zeitpunkt gewährleistet werden, dass die Reklamationsbearbeitung korrekt und effizient durchgeführt wird. In einem von der FQS sowie dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) und dem IPH - Institut für Integrierte Produktion gGmbH durchgeführten Projekt wurde ein automatisiertes Metriksystem zur Messung und Bewertung der Bearbeitungsqualität eines 8D-Berichts vorgestellt. Für die Ermittlung der Metriken werden zum einen Text Mining Algorithmen verwendet. Zum anderen kommen manuelle Bewertungen zum Einsatz, um die erforderliche Bandbreite an Bewertungen effizient und zuverlässig zu realisieren.
8D-Methode, 8D-Report, 8D-Bericht, Reklamation, Reklamationsbearbeitung, Reklamationsmanagement, Qua
Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung eines halbwarmen Querkeilwalzprozesses mit einer Querschnittsflächenreduktion. Der Artikel enthält Ergebnisse der Finite-Elemente-Analyse (FEA), experimentelle Studien mit einem verkleinerten Werkstück und der Anpassung an die industriellen Werkstücke in Originalgröße. In den Simulationen wurden Werkzeuge mit Profilierung an der Seite verwendet. Die Downsizing-Methode wird erklärt und der Unterschied zwischen FEM, verkleinert und ursprünglich großen Werkstücken mit dem Fokus auf Umformkräfte, Temperaturverteilung und Defekte werden vorgestellt.
Halbwarmmassivumformung, Querkeilwalzen
Eine geeignete Technologie zur Vorformung hochbelasteter Schmiedeteile stellt das Querkeilwalzen dar. Mit einem neuartigen Modul zum Querkeilwalzen mit Flachbacken können aufwandsarm Untersuchungen durchgeführt werden. Um die bestehende geometrische Limitierung halbwarm geschmiedeter Stahlbauteile zu erweitern, wurde das Querkeilwalzen bei Temperaturen zwischen 650 °C und 950 °C erforscht. Zusätzlich wird durch erste Untersuchungen mit Aluminium die Nutzungsmöglichkeit des Moduls beschrieben.
Halbwarmumformung, Querkeilwalzen
Eine frühzeitige Erkennung von fehlerhaften Schmiedeteilen bietet wirtschaftliche Vorteile, da diese Bauteile sofort aus der weiteren Fertigungsfolge ausgeschleust werden können. Im Projekt "Intelligente Schmiedewerkzeuge zur Fehlerreduktion in der Massivumformung" wird eine prozessintegrierte Überwachung mit Hilfe eines sensorlosen Überwachungssystems entwickelt. Dabei fließt Strom durch das Schmiedeteil. Die Qualität der Bauteile wird mittels Auswertung der elektrischen Signale beurteilt. Typische Schmiedefehler (z. B. Unterfüllung und falsche Rohteiltemperatur) besitzen ein charakteristisches Signal und können somit direkt nach dem Umformprozess erkannt werden. Nach dem Ausschleusen der fehlerhaften Bauteile kann der Anlagenbediener zeitnah den Umformprozess anpassen.
Schmieden, Prozessüberwachung
Die Integration von Maßnahmen zur Qualitätsüberwachung in Wertschöpfungsprozessen spart Zeit und Geld. Die Überwachung der Formfüllung ist in der Warmmassivumformung prozessintegriert noch nicht realisiert worden. Des Weiteren konnten Prozessparameter, wie z. B. Einsatzmasse, Rohteiltemperatur oder die Schmierungsqualität, bisher nur nach der Umformung anhand der Bauteilqualität analysiert werden. Dadurch ist eine Regelung der schmiedetechnischen Prozesskette derzeit überaus träge. Im Projekt "Intelligente Schmiedewerkzeuge zur Fehlerreduktion in der Massivumformung" wird jetzt eine sensorlose Prozessüberwachung zur Echtzeiterkennung von Schmiedefehlern entwickelt.
Schmieden, Prozessüberwachung
Um komplexe Langteile mit ungleicher Massenverteilung entlang der Längsachse herzustellen, werden Prozesse wie das Querkeilwalzen benutzt. Die Werkzeuge können dabei als Flach- oder Rundbacken ausgelegt werden. Innerhalb des Forschungsprojekts "SFB 489 - Prozesskette zur Produktion präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile" wurden im Unterprojekt "Innovatives Werkzeugkonzept für das Präzisionsschmieden" am IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover Werkzeuge für das gratlose Zweizylinderkurbelwellenschmieden mit Zapfen und Flansch entwickelt. Die erste Vorform wird durch Querkeilwalzen mit Flachbacken erzeugt. In Hinblick auf die Massenverteilung der Zweizylinderkurbelwelle wurden durch Keile im Werkzeug vier Massenanhäufungen für die Kurbelwangen erzeugt.
Kurbelwelle, Querkeilwalzen, Stadienfolge, Vorform, Walzprozess
Leichtbauansätze im Automobilbau ermöglichen eine Reduktion des Treibstoffverbrauchs und somit einer Erhöhung der Fahrzeugreichweite. Dies ist ein wichtiger Faktor, um die EU-Grenzwerte für CO2-Emissionen von Fahrzeugen zu erreichen und die Strafen für die Überschreitung der Grenzwerte aus dem Jahre 2012 zu vermeiden. Die wachsende Zahl von Anwendungen für hochfeste Stähle oder Leichtbaukonstruktionen sind adäquate Mittel zur Gewichtsreduzierung. Im IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH wurde eine Methode entwickelt, um Hohlprofile aus Aluminium zu produzieren. Diese Methode, das so genannte Hydroforging, verbindet gratloses Schmieden und Innenhochdruckumformen. Es ermöglicht die Herstellung von hohlen, dickwandigen Aluminiumprofilen mit Hinterschneidungen ohne die Notwendigkeit komplexer Werkzeugkinematik. Das Schmieden wird durch ein aktives Medium unterstützt. Eine Werkzeugkonzept ist entwickelt wurden, dass den Antriebe einer hydraulischen Presse mit Ziehkissen nutzt. Mit diesem Werkzeug werden verschiedene Bauteilgeometrien hergestellt und anschließend analysiert. Um den Werkzeuginnendruck und den Umformdruck zu erzeugen, wird flüssiges Zinn als inkompressibles, aktives Medium verwendet. Die Umformung wird durch Stauchen der Aluminiumprofile initiiert und vom aktiven Medium unterstützt, sodass das Profil in die Kavität der Gesenke gedrückt wird. Das Verfahren wurde anhand von Simulationen entwickelt und wird durch praktische Experimente überprüft werden. Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung des Schmiedeprozesses mit einem aktiven Medium.
Innenhochdruckumformen, Schmieden, Rohre, Aluminium, FEM
Für den Einsatz von Blechteilen ist die Verwendung von Verbindungselementen meist unabdingbar. Elemente wie Bolzen werden in der Regel einzeln verschweißt. Die räumliche Trennung der einzelnen Bearbeitungsschritte erfordert aufwendige Handhabungsoperationen und wirkt sich nachteilig auf die Positioniergenauigkeit des Bolzens aus. Die Verlagerung weiterer Prozessschritte in das Umformwerkzeug hinein verkürzt die Prozesskette signifikant. Weiterhin wird in einem integrierten Prozess die Positioniergenauigkeit der Verbindungselemente verbessert. Die Herausforderung bei der Integration des Schweißprozesses in das Blechformwerkzeug liegt im Umgang mit den Schweißemissionen und einer zuverlässigen Prozessüberwachung. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurde eine zuverlässige Lösung zur Funktionsintegration des Bolzenschweißens mit Spitzenzündung in das Umformwerkzeug entwickelt.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Viele Schmiedeteile beinhalten Lochstellen, z. B. für Lager. Das Lochen des Schmiedeteils erfolgt dabei in einem zusätzlichen Fertigungsschritt. Durch die Integration dieser bisher separat durchgeführten Operation in das Fertigschmieden des Bauteils kann die Prozesskette verkürzt werden. Jedoch gibt es bis dato keine Informationen darüber, wie verschiedene Prozessparameter die qualitätsrelevanten Faktoren beeinflussen. Daher wurde eine kombiniertes Schmiede-/Lochverfahren konzipiert und erprobt. Die Ergebnisse früherer Forschungsprojekte zeigten, dass die Variation der Einsatzmasse und der Schmiedetemperatur einen deutlichen Effekt auf die Maß- und Formgenauigkeit der Werkstücke haben. In diesem Projekt wurden verschiedene Stempel- und Werkstückgeometrien und der Einfluss einer alternativen Stadienfolge auf die Werkzeugbelastung und den Materialfluss untersucht. Dabei konnte kein Einfluss der Stempel- und die Werkstückgeometrie auf die Formgenauigkeit des Lochens festgestellt werden. Die Wahl einer ungünstigen Stadienfolge führt jedoch zum Werkzeugausfall beim Fertigschmieden.
Schmieden, Gratlos Schmieden, Präzisionsschmieden, Lochen
Der Entstehungsprozess von großskaligen Produkten wurde in der Vergangenheit nur vereinzelt wissenschaftlich betrachtet. Im Rahmen des Verbundprojektes „Innovationen für die Herstellung großskaliger Produkte“, gefördert von niedersächsischen Ministerien, will das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH wissenschaftlichen Fragestellungen in Bezug auf die Entwicklung, Herstellung und das Recycling großskaliger Produkte nachgehen und diese beantworten.
XXL-Produkte, Entwicklung, Herstellung, Recycling
Querkeilwalzen ist ein Verfahren, mit dem zylindrische Bauteile ohne Schmiermittel gratlos umgeformt werden können. Vor dem Hintergrund steigender Materialkosten rückt dieses Verfahren zunehmend in den Fokus vieler Schmiedeunternehmen – jedoch verhindern die hohen Investitionskosten für Werkzeuge und Maschinen meistens die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Mit Flachbackenwerkzeugen und entsprechenden Walzmaschinen können Werkzeugkosten eingespart werden und das Verfahren wird somit auch für Kleinserien interessant. Darüber hinaus zeigen Untersuchungen des IPH, dass das QKW auch im Halbwarmtemperaturbereich anwendbar ist.
Halbwarmumformung, Prozesskette, Querkeilwalzen
Engere Toleranzen, reduzierte Oberflächenrauheit, kein Zunder und eine reduzierte Randentkohlung können durch Halbwarmumformung realisiert werden. Jedoch ist das geometrische Spektrum der halbwarm geschmiedeten Bauteile aufgrund hoher Fließspannungen begrenzt. Um diese Einschränkung zu überwinden werden innovative, halbwarme Querkeilwalz- und Schmiedeprozesse im Projekt entwickelt und in diesem Paper präsentiert. Um die Wirkung niedriger Temperaturen auf die Prozessparameter, z. B. Kraft, Gesenkverschleiß und Materialeigenschaften im Vergleich zur Warmumformung zu untersuchen wurden Finite-Elemente-Simulationen und experimentelle Tests mit verkleinerten Modellgeometrien durchgeführt. In diesem Beitrag wird der neue halbwarme Querkeilwalzprozess erläutert und die Ergebnisse der Querkeilwalz-Versuche (z. B. Werkstückeigenschaften), FE-Simulationen der Umformkräfte und Materialanalyse gezeigt. Die Ergebnisse dieser Analysen ermöglichen industrielle Anwendung von halbwarmen Querkeilwalzprozessen zum ersten Mal.
Halbwarmumformung, Prozesskette, Querkeilwalzen
Viele Schmiedeteile beinhalten Lochstellen, z. B. für Lager. Das Lochen des Schmiedeteils erfolgt dabei in einem zusätzlichen Fertigungsschritt. Durch die Integration dieser bisher separat durchgeführten Operation in das Fertigschmieden des Bauteils kann die Prozesskette verkürzt werden. Jedoch gibt es bis dato keine Informationen darüber, wie verschiedene Prozessparameter die qualitätsrelevanten Faktoren beeinflussen. Daher wurde eine kombiniertes Schmiede-/Lochverfahren konzipiert und erprobt. Die Ergebnisse früherer Forschungsprojekte zeigten, dass die Variation der Einsatzmasse und der Schmiedetemperatur einen deutlichen Effekt auf die Maß- und Formgenauigkeit der Werkstücke haben. In diesem Projekt wurden verschiedene Stempel- und Werkstückgeometrien und der Einfluss einer alternativen Stadienfolge auf die Werkzeugbelastung und den Materialfluss untersucht. Dabei konnte kein Einfluss der Stempel- und die Werkstückgeometrie auf die Formgenauigkeit des Lochens festgestellt werden. Die Wahl einer ungünstigen Stadienfolge führt jedoch zum Werkzeugausfall beim Fertigschmieden.
Schmieden, Gratlos Schmieden, Präzisionsschmieden, Lochen
Am IPH wurde ein neuartiges Werkzeugkonzept entwickelt, um innerhalb eines Prozesschrittes gratlose, endkonturnahe Bauteile zu schmieden und zu lochen. Das Werkzeugkonzept für den kombinierten Schmiede- und Lochprozess wurde für rotationssymmetrische Bauteile entwickelt. Bestehend aus einem Oberstempel (kombinierter Umform- und Lochstempel), Federn, einem Untergesenk, einem Unterstempel und einem Auslösemechanismus, kann das Werkzeug in eine konventionelle Schmiedepresse integriert werden. Der Fertigungsprozess wurde mit Hilfe der FEM ausgelegt. Um die entscheidenden Parameter zu bestimmen, wurden Schmiedeversuche auf einer Müller Weingarten PSH 265 Spindelpresse durchgeführt. Die Machbarkeit eines kombinierten Schmiede- und Lochprozesses zur Herstellung eines endkonturnahen Bauteils konnte erfolgreich demonstriert werden.
Schmieden, Gratlos Schmieden, Präzisionsschmieden, Lochen
Das Einsparen von Ressourcen wird immer wichtiger. Daher versucht die Schmiedeindustrie Stadienfolgen mit reduziertem Gratanteil oder sogar komplett gratlose Stadienfolgen gegenüber den konventionellen Prozessketten auszulegen. Derzeit können lediglich einfache Bauteilgeometrien wie Zahnräder gratlos gefertigt werden. Deshalb wurde in einem Forschungsprojekt am IPH das gratlose Kurbelwellenschmieden entscheidend weiter entwickelt. In diesem Paper wird die Prozessentwicklung des gratlosen Schmiedens geschildert. Das entsprechende Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs "SFB 489 - Prozesskette zur Produktion präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile" wurde in den vergangenen Jahren am IPH durchgeführt und von der deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
Präzisionsschmieden, gratlos, Kurbelwelle
Gratloses Präzisionsschmieden ist ein spezieller Prozess des geschlossenen Gesenkschmiedens. Er zeichnet sich durch eine sehr hohe Qualität sowie die Fähigkeit aus, eine endkonturnahe Vorformstufe zu fertigen. Neuste Untersuchungen zeigten, dass es möglich ist, eine Zweizylinderkurbelwelle gratlos zu schmieden. Verwendete Umformverfahren waren unter anderem das mehrdirektionale Schmieden sowie das gratlose Fertigschmieden. Zusätzlich wird der Konstruktionsprozess durch eine neue Methode unterstützt, die die Schrumpfung kompensiert.
gratlos, Präzisionsschmieden, endkonturnah
Großskalige Produkte (XXL-Produkte), wie zum Beispiel Lagerringe für Windenergieanlagen, stellen besondere Herausforderungen an die Produktionstechnik. Dabei ist der stetige Trend einer weiteren Vergrößerung der Produkte zu beobachten. Somit stoßen z. B. umformtechnische Fertigungsanlagen zur Herstellung von XXL-Produkten an ihre technischen Grenzen. Die bei einer Skalierung auftretenden Skalierungseffekte, welche physikalische Grenzen für eine weitere Skalierung beinhalten können, wurden bisher nur für eine Kleinskalierung von Fertigungsverfahren untersucht. Die Berücksichtigung solcher Effekte bei der Großskalierung bietet die Möglichkeit das Potenzial umformtechnischer Fertigungsverfahren besser zu nutzen und die Berechnungsvorhersagen zu verbessern.
XXL-Produkte, Schmieden, Fließverhalten, Skalierungsfaktor, Skalierungseffekte, Ringstauchversuch
Infolge der zunehmenden Globalisierung im Beschaffungswesen ergibt sich ein verschärfter Wettbewerb für produzierende Unternehmen. Im Bereich der Blechumformung werden Betriebe daher auch in Zukunft gefordert sein, qualitativ einwandfreie Produkte mit kurzer Lieferzeit bei hoher Termintreue und möglichst geringen Herstellkosten zu produzieren. Vor diesem Hintergrund ist es erforderlich, dass blechumformende Unternehmen ihre Produktionsabläufe sowohl technisch als auch organisatorisch auf einem qualitativ hohen Niveau beherrschen. Ob bestimmte Zielgrößen erreicht werden, wird signifikant durch Technologieentscheidungen beeinflusst, da der Unternehmens-erfolg von diesen Unternehmen maßgeblich durch die Leistungsfähigkeit und Art der Nutzung der eingesetzten Anlagen bestimmt wird. Diese Anlagen stellen komplexe Systeme dar: Das Wissen über Störungen und die dazu passenden Abhilfemaßnahmen erreicht einen hohen Komplexitätsgrad, so dass eine effiziente Verwaltung und Aufnahme dieses Wissens Rechnerunterstützung erfordert.
Blechumformung, Erfahrungsrückgewinnung, Anlageneffektivität
In einem aktuellen Forschungsvorhaben wird derzeit am Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH und dem Laser Zentrum Hannover e. V. das Verschleißverhalten beim Aluminiumschmieden untersucht. Im Fokus der Untersuchungen steht Minimierung, Quantifikation und Prognostizierung der Adhäsion. Des Weiteren wird analysiert, inwiefern mit Aluminiumnitrid laserdispergierte Werkzeuge die Adhäsion mindern können.
Aluminiumschmieden, Verschleiß, Verschleißschutzschichten
Schweißtechnisches Fügen von Standardelementen erfolgt in konventionellen Prozessketten zur Blechteilefertigung nach der Umformung am Blechteil außerhalb der Presswerkzeuge. Diese räumliche Trennung der Bearbeitungsschritte erfordert aufwendige Handhabungsoperationen und wirkt sich nachteilig auf die Positioniergenauigkeit des Fügeteils aus. Die Herausforderungen einer Integration des Fügeprozesses in das Umformwerkzeug bestehen im Umgang mit den Schweißemissionen und einer zuverlässigen Schweißüberwachung. In einem Forschungsprojekt wurde eine prozesssichere Werkzeugtechnologie zur Funktionsintegration des Bolzenschweißens mit Spitzenzündung entwickelt. Diese Technik ist aufgrund hoher Fügegeschwindigkeit, geringer Energieeinbringung und hoher Prozesssicherheit besonders gut für die Integration in Blechumformwerkzeuge geeignet. In Dauerversuchen lassen sich mit Hilfe dieser neuen Technologie qualitativ hochwertige Bolzenschweißungen bei hoher Robustheit gegen Störgrößen erstellen.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
