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Tagungen

Neue Geschäftsmodelle für die Massivumformung

| Autor: Annedore Bose-Munde

Optische Verfahren können dabei helfen, schnell Informationen über die Oberflächenqualität von Produkten der Massivumformung zu erhalten.
Optische Verfahren können dabei helfen, schnell Informationen über die Oberflächenqualität von Produkten der Massivumformung zu erhalten. (Bild: www.henning-photographie.de)

Umformtrends Elektromobilität, Künstliche Intelligenz und Additive Fertigung – die Massivumformer stehen vor vielen Herausforderungen. Das Jahrestreffen der Kaltmassivumformer und die VDI-Fachtagung Warmmassivumformung zeigen Lösungen dafür auf.

Am 27. und 28. Februar findet in Düsseldorf bereits zum 34. Mal das Jahrestreffen der Kaltmassivumformer statt sowie parallel dazu die 7. VDI-Fachtagung Warmmassivumformung. Der Branchentreffpunkt dient seit Jahren als Plattform für die Vermittlung neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse und Praxiserfahrungen. „Im Wettbewerb der Fertigungsverfahren überzeugen Prozesse der Kaltmassivumformung im Vergleich zu anderen Technologien meist durch ihre hohe Produktivität und die günstigen Produkteigenschaften. Diese Wettbewerbsvorteile bescherten der Branche in den letzten Jahren gute Zuwächse. Aktuell sind neue Trends erkennbar, die durch E-Mobilität, Digitalisierung und Multimaterialbauweisen getrieben werden. Unternehmen der Kaltmassivumformung bieten sich hier Chancen, die eigenen Geschäftsmodelle anzupassen“, sagt der Tagungsleiter des Jahrestreffens der Kaltmassivumformer, Prof. Peter Groche, Institutsleiter am Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) an der TU Darmstadt, im Vorfeld der Tagungen.

Die jährlich stattfindende Veranstaltung liefere eine gute Quelle für Inspirationen. „Hier wird über Fortschritte zu den Aspekten Produktivität und Robustheit von Prozessen ebenso wie über die vorteilhaft nutzbaren Produkteigenschaften berichtet. Zugleich wird der Blick auch auf die Auswirkungen von E-Mobilität, Digitalisierung und die Verbindungsstellen in Multimaterialbauweisen gelenkt“, so Groche weiter.

Auswirkungen elektrifizierter Fahrzeuge

Über elektrifizierte Fahrzeugantriebe und den Einfluss auf massivumgeformte Komponenten im Pkw wird Alexander Busse, Senior Consultant Strategie und Beratung bei der fka GmbH in Aachen, sprechen und eine Studie zu dieser Thematik vorstellen. „Die automobile Wertschöpfungskette ist vor dem Hintergrund des Markthochlaufs der Elektromobilität im Wandel. Jeder heutige Akteur muss sich mit den konkreten Veränderungen des automobilen Systems und im Zuge einer strategischen Planung mit den damit verbundenen Auswirkungen auf das eigene Produktportfolio auseinandersetzen“, sagt Busse. „Die Studie, die vorgestellt wird, beschreibt eine detaillierte Analyse der Auswirkungen von elektrifizierten Fahrzeugen auf die Anzahl sowie die Masse massivumgeformter Bauteile im Pkw. Dabei basieren die Daten sowohl auf physischen Fahrzeugbenchmarks als auch auf Experteninterviews und theoretischen Analysen. Bestehende Studien befassten sich bisher nur mit der allgemeinen Veränderung der Wertschöpfungskette und den makroökonomischen Auswirkungen“, erläutert er den spezifischen Ansatz der Untersuchungen.

Die Ergebnisse, die für massivumformende Unternehmen und Pressenhersteller relevant sind, zeigen den grundsätzlichen Effekt der Elektrifizierung auf die Massivumformung. „Die Mannigfaltigkeit massivumformender Prozesse erfordert jedoch von jedem Akteur weitere detaillierte Untersuchungen, die durch die erarbeitete Datenbasis möglich sind“, benennt Busse die Anwendbarkeit.

Optische Überprüfung verringert Ausschuss

Mit optischer Oberflächenmessung in der Umformtechnik, den Technologien und dem industriellen Einsatz wird sich Jürgen Valentin, Geschäftsführer der Nanofocus Analytics GmbH in Duisburg, auseinandersetzen. „Die 3D-Mikro- und Nanostruktur der Bauteiloberfläche hat einen bedeutenden Einfluss auf die Verarbeitungsfähigkeit im Umformprozess und die anschließende Veredelung, beispielsweise die Lackierung. Aus diesem Grund ist es wichtig, die komplette Prozesskette der Fertigung, vom Wareneingang bis zum Endprodukt, zu überwachen. Optische Verfahren sind für diesen Einsatz sehr gut geeignet, da sie die Oberfläche nicht beschädigen und schnelle, detailliertere Informationen über die Oberflächenqualität liefern“, erklärt er. Das Verfahren der mobilen 3D-Mikroskopie, welches in Düsseldorf vorgestellt wird, und ein neu entwickelter, kompakter Messkopf zur Maschinenintegration erlauben die direkte Prüfung der 3D-Oberflächenstruktur in der Fertigungsumgebung. Zudem wird ein neues Mehrkanal-Hochgeschwindigkeitssystem vorgestellt, welches für großflächige Messungen im Labor konzipiert wurde. „Die Beurteilung der Qualität kann sowohl anhand der neuen flächenhaften 3D-Rauheitskennwerte anhand ISO 25178 als auch mit klassischen Auswertungen anhand Stahl-Eisen-Prüfblatt (SEP) realisiert werden“, benennt Valentin die Praxisrelevanz.

In der Umformtechnik sind dabei die folgenden Anwendungen von besonderer Bedeutung: Die Messung der Oberfläche von Umformwerkzeugen und Umformprodukten in allen Bearbeitungsstufen zur Optimierung des Umformverhaltens und die Messung von kritischen Geometrien auf Werkzeugen und Bauteilen. In Düsseldorf wird Valentin als konkretes Beispiel die Kontrolle von Brennstoffzellen-Komponenten präsentieren.

Fest steht: Durch die optische Überprüfung kann Ausschuss vermieden und eine gleichbleibend hohe Fertigungsqualität realisiert werden. Eine besonders hohe Bedeutung kommt dabei der Überprüfung der Wareneingangsqualität zu. Der Einsatz mobiler Messtechnik und/oder integrierter Sensoren in der Fertigung reduziert zudem die Prüfkosten.

Prozesskette der Additiven Fertigung

Die Additive Fertigung eines dünnwandigen Automobilbauteils und die Analyse eines Use Case sind Inhalte des Referates von Dr. Maximilian Munsch, geschäftsführender Gesellschafter der Ampower GmbH & Co. KG aus Hamburg. „Additiv gefertigte Serienbauteile müssen sich den gleichen Anforderungen stellen wie ihre konventionell gefertigten Gegenstücke. Dies betrifft zum Beispiel Kosten, mechanische Eigenschaften, Maßhaltigkeit oder Oberflächenqualität“, sagt er. Am Beispiel eines dünnwandigen Automobilbauteils eines Sportwagens aus einer Titanlegierung wird Munsch auf der VDI-Fachtagung Warmmassivumformung eine Prozesskette der Additiven Fertigung darstellen und heute bestehende Herausforderungen aufzeigen. „Dies umfasst einen Vergleich der AM-Herstellungstechnologien Elektronenstrahlschmelzen und Laserstrahlschmelzen, die Datenvorbereitung und Simulation der Fertigung, eine Betrachtung relevanter Nachbehandlungsverfahren und die Qualitätsbeurteilung mittels µCT“, gibt er einen Ausblick auf den Vortrag.

* Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde ist Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik in 99094 Erfurt

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