Pressentechnik Einflussfaktoren des modernen Werkzeugbaus

Die Umformtechnik ist in ständigem Wandel. Die Anforderungen, die an sie gestellt werden, kommen meist aus der Serienfertigung des Automobilbaus. Dort werden schnelle und sichere Umformprozesse gefordert, die sich zudem äußerst flexibel verhalten sollen. Im Mittelpunkt steht dabei das Umformwerkzeug. Mehrere Einflussfaktoren sind es, die letztendlich auf die Gestaltung und Ausführung dieser Werkzeuge einwirken. Während des Workshops „Aktuelle Trends im Werkzeugbau“, veranstaltet durch die Schuler AG in Göppingen, wurden verschiedene Faktoren des modernen Werkzeugbaus beleuchtet.

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Der Werkzeugbau für umformtechnische Aufgaben ist in die Veränderungen um ihn herum eingebettet und wird wesentlich von diesen bestimmt. In erster Linie sind es die wechselnden und hohen Anforderungen der Automobil- und Zulieferindustrie und daraus resultierend neue Pressentechniken sowie die simulative Absicherung der Prozesse durch entsprechende Softwarelösungen.

Letztendlich geht es darum, durch unterschiedliche Lösungen zu einem sicheren und robusten Umformprozess zu gelangen, der durch eine gesteigerte Lebensdauer von Werkzeug und Maschine gekennzeichnet ist. „Die Anforderungen an das Umformwerkzeug verändern sich permanent“, manifestiert deshalb auch Dipl.-Ing. Klaus Linnig, Geschäftsführer Schuler Pressen GmbH & Co. KG.

Die Servopresse lässt sich an jeweilige Umformprozesse anpassen

Einen Faktor für diese Anforderungen stellt beispielsweise die erst jüngst präsentierte Servotechnik bei mechanischen Pressen dar. Damit hat Schuler einen entscheidenden Schritt getan, einen Pressentyp zu entwickeln, der sowohl in der Automobil- und Zulieferindustrie als Produktions- wie auch als Tryoutpresse zum Einfahren und Testen von Werkzeugen geeignet ist. Dies kommt genau den Forderungen der Betreiberbranche zugute.

„Werkzeuge für kleine und mittlere Stückzahlen eignen sich hervorragend für das Erproben neuer Werkzeugkonzepte und Werkzeugtechniken“, konstatiert Dipl.-Ing. Ludwig Bölsterl, Leiter Werkzeuge, Vorrichtungen und Modelle der BMW Group in München. Dafür scheinen die neuen Stanz- und Umformautomaten von Schuler, die mit der innovativen Servotechnik glänzen, bestens geeignet. So fällt es denn Dipl.-Ing. Heinrich Peper, Projektingenieur bei Schuler, auch nicht schwer, die Vorteile der Servotechnik in der Blechumformung überzeugend darzustellen. Exemplarisch liegen diese wohl in einer höheren Ausbringungsleistung, in einer äußerst hohen Flexibilität, die sich in der individuellen Programmierbarkeit von Stößelgeschwindigkeit und Bewegungsabläufen zeigt, in der Möglichkeit, diese an verschiedene Aufgaben beziehungsweise Umformprozesse anzupassen, wodurch letztendlich auch die Bauteilqualität sowie die Werkzeugstandzeiten gesteigert werden können.

„Kennzeichen dieser neuen Pressengeneration sind die Servoantriebe“, sagt Peper. Diese wurden für die neue Presse einfach mit den praxiserprobten Exzenterantrieben kombiniert. Damit kann die Servopresse in verschiedenen Betriebsarten, beispielsweise im Pendelhubbetrieb oder als Tryoutpresse, gefahren werden. Bei letzterem lässt sich die Einrichtgeschwindigkeit variabel verändern. Der Stößel wird zudem in jeder Position angehalten und die Bewegungsrichtung reversiert. Dabei ist bereits ab einer Hubzahl von 1/min für den Umformprozess das volle Arbeitsvermögen zur Verfügung.

Die Servopresse gibt es mit zwei Antriebsarten: einmal mit Torquemotor für den Presskraftbereich von 2500 bis 5000 kN, sowie der Antrieb mit Servo-Compact-Modul für Presskräfte von 4000 bis 6300 kN. Darüber hinaus zeichnet sich die Servopresse durch standardisierte Komponenten aus, die einen modularen Aufbau erlauben und daher mit reduziertem Konstruktionsaufwand auskommen, der wiederum kurze Lieferzeiten ermöglicht.

Die Soft-Shock-Technik schont Presse und Werkzeug gleichermaßen

Klar ist, dass Pressen im Fertigungsprozess ungeheuren Kräften und Belastungen ausgesetzt sind. Diese wirken jedoch nicht nur auf die Presse, sondern auch auf das Werkzeug und die Bauteilqualität ein. Um diese Kräfte zu mindern und eben eine bessere Bauteilqualität zu erreichen, hat Schuler mit der Soft-Shock-Technik eine Lösung entwickelt, wodurch sich in mechanischen Pressen die hochfesten Blechwerkstoffe prozesssicher sowie werkzeug- und materialschonend schneiden lassen.

Das Soft-Shock-System kann auch für gebrauchte Pressen nachgerüstet werden. Es ist ein Softwaremodul, das die Drücke und Schnittkräfte im Schneidprozess überwacht und über das der Schneidprozess optimiert werden kann. Dies spart dem Anwender vor allem Werkzeugkosten, weil dafür keine Hartbeschichtung oder Keramik erforderlich sind.

Damit Presse und Werkzeug in Abhängigkeit vom zu formenden Werkstoff auch optimal zusammenarbeiten und einen robusten Prozess gewährleisten, ist eine simulative Absicherung heute unumgänglich. „Unter Robustheit verstehen wir einen gegenüber den Varianten der Eingabe unempfindlichen Prozess“, charakterisiert Dipl.-Ing. Michael Stippak von der Autoform Engineering Deutschland GmbH in Dortmund den Begriff Robustheit und zeigt dies am Beispiel eines Kotflügels der Volvo Car Corporation und Autoform-Sigma auf. „Jede Produktion braucht ein Prozessfenster“, sagt Stippak. Dieses beinhaltet alle Parameter eines Umformprozesses mit den Streuparametern, Problemstellungen, Werkstoffinformationen und Pressendaten.

Insgesamt zeigte der Schuler-Workshop den etwa 150 Teilnehmern interessante Perspektiven und Lösungen auf, den Umformprozess für Blechteile nicht nur schnell und materialschonend, sondern vor allem auch sicher zu machen. Denn nur wer moderne Presstechnik und die damit verbundenen Prozessfaktoren beherrscht, wird hochqualitative Bauteile bei reduzierten Kosten herstellen können.

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