Ziel ist die Entwicklung einer funktionsbasierten Methode zur Unterstützung der Angebotsplanung im Spritzgießwerkzeugbau. Bei Werkzeugen und Formen geht man davon aus, dass diese zwar Unikate sind, die Werkzeugfunktionen aber wiederkehrend sind. Mögliche Nachkalkulationen werden in der Regel erfasst und können mit der funktionsbasierten Angebotskalkulation besser für die Angebotskalkulation genutzt werden. Die Methoden der Ähnlichkeitssuche helfen bei der Vorhersage und bei der genauen Ermittlung des Herstellaufwandes eines Werkzeuges. Zur Validierung des Konzeptes mit Realdaten wird der Software-Demonstrator mit vorhandenen Nachkalkulations-Tools verknüpft und konzeptionell auf weitere Unikatprodukte übertragen.
Angebotsplanung, funktionsbasierte Methode, Spritzgießwerkzeugbau
Dünne Trennschleifscheiben helfen bei der Effizienzsteigerung in der Platten- und Fliesenproduktion aus Naturstein. Die reduzierte Steifigkeit der Scheiben kann allerdings zu einer erhöhten Biegung des Werkzeugs führen und die Schnittqualität mindern. Dies kann durch höhere Schnittgeschwindigkeiten kompensiert werden. Bisher muss ein solcher Eingriff von einem Anwender überwacht werden. Aus ergonomischen und ökonomischen Gründen ist dies keine Option für die Industrie. Bis jetzt existiert kein System, das die Vibrationen nahe der Quelle während des Schneidprozesses überwachen kann. Vor diesem Hintergrund wurde ein solches System entwickelt. Auf Basis der Integration von piezoelektrischen Elementen im Schleifwerkzeug können Vibrationen direkt an der Quelle gemessen werden. Dies stellt eine hohe Genauigkeit des Messprozesses sicher. Die gemessenen Daten werden kabellos an einen Computer übermittelt, der die Ergebnisse evaluiert. Schneidtests zeigen, dass das sensorintegrierte Werkzeug in der Lage ist, die Werkzeugvibrationen während des Schleifprozesses aufzuzeichnen. Diese Arbeit beschreibt das sensorintegrierte Trennschleifwerkzeug und zeigt die Ergebnisse von Schneidtests.
Trennschleifen, Messtechnik, Schnittqualität
Für die Herstellung von Platten und Fliesen aus Naturstein ist das Trennschleifen mit kreisförmigen Werkzeugen mit Bezug auf die konkurrierenden Zielgrößen Schnittbreite, Bearbeitungsqualität und Schleifleistung im Vergleich zu den Seil- und Gattersägen von vorrangiger Bedeutung. Zur ökonomischen und ökologischen Verbesserung von Trennschleifprozessen existieren zahlreiche Ansätze wie z.B. die Reduzierung der Stammblattdicke, Erhöhung des Zeitspanvolumens durch Tiefschleifen. Diese Ansätze stoßen aufgrund von Schnittverlauf, dem Ausweichen des Werkzeugs aus der Schnittebene, an ihre Grenzen. Durch die Kenntnis des Werkzeugverhaltens im Prozess kann eine wirtschaftliche Verbesserung des Trennschleifprozesses erfolgen. Diese Informationen können mithilfe eines Werkzeugüberwachungssystems während des Prozesses gewonnen werden. Im folgenden Beitrag wird ein Ansatz zur Überwachung von Trennschleifblättern im Prozess beschrieben.
Trennschleifen, Trennschleifprozessen, Tiefschleifen, Schnittverlauf
Vor dem Hintergrund der zunehmenden Dynamik im wirtschaftlichen Umfeld sind neue Ansätze zur Analyse des dynamischen Verhaltens und Einflussnahme in Produktionsnetzen von Bedeutung. Die Analyse der nichtlinearen Dynamik kann zur Differenzierung von Ursachen der Dynamikentstehung beitragen. Eine bedeutende Ursache ist dabei die unterschiedliche Reaktionsfähigkeit von Netzwerkpartnern.
Dynamik, Lieferketten, Produktionsnetze, Supply Chain Management
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
Heute sind Barcode und Data Matrix-Code in unterschiedlichen Varianten in der Logistik als Standard verbreitet. Sie sind äußerst kostengünstig und können auf nahezu allen Ladungsträgern oder Produkten angebracht werden. Die größten Nachteile von Barcodes liegen jedoch im geringen Speicherplatz, der Unveränderlichkeit der abgespeicherten Information und der notwendigen Sichtverbindung zwischen Code und Lesegerät. In vielen Anwendungen gehen die Anforderungen über die Leistungsfähigkeit von Barcode und Matrix-Code hinaus. Doch kann RFID wirklich den Barcode ablösen? Zur Beantwortung dieser Frage muss man die charakteristischen Eigenschaften von RFID und die Anwendungsbedingungen kennen.
RFID, Nutzenpotenziale, Identifikationstechnologien
Heute sind Barcode und Data Matrix-Code in unterschiedlichen Varianten in der Logistik als Standard verbreitet. Sie sind äußerst kostengünstig und können auf nahezu allen Ladungsträgern oder Produkten angebracht werden. Die größten Nachteile von Barcodes liegen jedoch im geringen Speicherplatz, der Unveränderlichkeit der abgespeicherten Information und der notwendigen Sichtverbindung zwischen Code und Lesegerät. In vielen Anwendungen gehen die Anforderungen über die Leistungsfähigkeit von Barcode und Matrix-Code hinaus. Doch kann RFID wirklich den Barcode ablösen? Zur Beantwortung dieser Frage muss man die charakteristischen Eigenschaften von RFID und die Anwendungsbedingungen kennen.
RFID, Nutzenpotenziale, Identifikationstechnologien
Wirtschaftlichkeit und Qualität sind nach wie vor entscheidende Wettbewerbsfaktoren im produzierenden Gewerbe. So steht auch das Spritzgießen vor der Herausforderung, hochwertige Teile mit gleichbleibender Qualität zu geringeren Kosten zu liefern. Unterstützung dafür liefert eine neuartige Software zur automatischen und konturnahen Temperierkanalauslegung mittels künstlicher Intelligenz, die das IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH zusammen mit mehreren Unternehmen entwickelt.
Temperierkanalauslegung, Spritzgießen, Wirtschaftlichkeit und Qualität
Wirtschaftlichkeit und Qualität sind nach wie vor entscheidende Wettbewerbsfaktoren im produzierenden Gewerbe. Hochwertige Teile mit gleichbleibender Qualität zu geringeren Kosten zu liefern – diese Herausforderung besteht z. B. auch beim Spritzgießen. Unterstützung bietet eine neuartige Software, die die Kanäle konturnah auslegt und dadurch die Formteilqualität und die Zykluszeit bei minimiertem Konstruktionsaufwand verbessert.
Temperierkanalauslegung, Spritzgießen, Wirtschaftlichkeit und Qualität
Um seine Produktion zu verschlanken und Lagerbestände abzubauen, führt der Maschinen- und Anlagenbauer Koller derzeit eine neue Software ein. Ohne Hardware summiert sich die Investition bislang auf rund 350.000 Euro.
Lean Production, ERP-Systeme
Formteilqualität und Zykluszeiten werden bei Spritzgießprozessen durch das Temperiersystem im Werkzeug gesteuert. Bisher legen erfahrene Konstrukteure manuell konturnahe Temperiersysteme aus, um sie dann iterativ und versuchsbasiert zu simulieren. In dem vorliegenden Artikel wird eine Methode zur automatisierten Temperiersystemauslegung vorgestellt. In der Methode sind naturanaloge Verfahren verknüpft, die den Konstruktionsprozess beschleunigen und die Wirtschaftlichkeit des Spritzgießprozesses verbessern.
Spritzgießen, konturnahe Temperiersysteme, Auslegung, naturanaloge Verfahren
Die Türme für WEA werden derzeit in Stahlrohr-, Gitter-, Beton- oder Hybridbauweise hergestellt. Aufgrund der geringen Montagezeiten stellen Stahltürme die am weitesten verbreitete Turmbauart für kommerzielle WEA dar. Derzeit wird der Großteil der Stahltürme aus gerolltem Blech hergestellt. Die zu rollenden Platten werden – in der Regel durch Laserschneiden – vorgefertigt. Die meist konisch gerollten Segmente werden nach dem Walzvorgang zu Stahlrohrabschnitten verschweißt, die mit Hilfe von gewalzten Verbindungsringen verschraubt werden. Wenn der Transportweg kurz ist, werden die Segmente direkt nach dem Rollen verschweißt. Die Anwendung von Leichtbauprinzipien (konstruktiv oder mittels Hochleistungswerkstoffen) bei den Turmsegmenten der WEA ermöglicht durch die Verringerung des Gewichtes, bei gleicher Steifigkeit, die WEA höher zu bauen.
XXL-Produkte, großskalig, XXL, WEA, Windenergie, Leichtbau, Turmbau, FEM
Durch einen hohen Automatisierungsgrad sind Transport- und Lagersysteme mittlerweile extrem effizient geworden - leider auf Kosten der Flexibilität, denn Anpassungen und Umbauten der Systeme sind sehr aufwändig. Dieser Widerspruch soll im Forschungsprojekt "ISI-WALK" aufgelöst werden, indem Logistiksysteme durch intelligente Schnittstellen flexibel und effizient gestaltet werden.
Logistik, Flexibilität, Schnittstellen
Die Wahl einer wirtschaftlichen Instandhaltungsstrategie steht im Spannungsfeld zwischen Produktionsausfällen auf der einen und Instandhaltungsaufwendungen auf der anderen Seite. Die voraussagende Instandhaltung von Produktionsanlagen verspricht einen Ausweg aus diesem Zielkonflikt, sofern sich die Maschinenzustände prognostizieren lassen. Die Digitale Maschinenakte unterstützt diese Aufgabe durch eine Kombination aus Datenaustausch und Künstlicher Intelligenz.
Maschinenüberwachung, Künstliche Intelligenz
Im Projekt "Steigerung der Instandhaltungsqualität durch maschinenspezifische Informationen am Beispiel der Papier- und Druckweiterverarbeitung" wurden Methoden entwickelt, die eine verbesserte Instandhaltungsqualität durch eine voraussagende Strategie ermöglichen. Die entwickelten Methoden kombinieren den Austausch von instandhaltungsbezogenen Daten und die Analyse dieser Daten mittels künstlicher Intelligenz. Dadurch wird erreicht, dass die am Lebenszyklus einer Anlage beteiligten Unternehmen zusätzliche Informationen gewinnen, z. B. über den aktuellen Verschleißgrad einer Baugruppe.
Instandhaltung, Data Mining
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
In diesem Artikel wird die Erforschung der Grundlagen des neuen Fertigungsverfahrens Hybridschmieden beschrieben, mit dem Blech- und Massiv-Elemente gleichzeitig umgeformt und gefügt werden. Dabei wird zunächst auf die Klassifizierung von Hybridbauteilen nach Werkstoff bzw. Halbzeug eingegangen. Zudem werden die Vorteile von hybriden Bauteilen erläutert. In praktischen Versuchen an einfachen Versuchsgeometrien konnte ein zylindrisches Halbzeug mit einem Blech durch Schmieden formschlüssig gefügt werden. Eine stoffschlüssige Anbindung konnte nur teilweise erreicht werden.
Hybrid, Schmieden, Blechumformung, Fügen, Stahl, Stoffschluss, Formschluss
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
