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Hohlprägen Walzen statt pressen – viel günstiger und kompakter zum Blechteil

Quelle: Fraunhofer IWU 3 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Aachener Maschinenbau GmbH
Weil Technology GmbH
G+K Umformtechnik GmbH

Der Platzbedarf einer Presse ist groß, die Betriebs- und Anschaffungskosten für Anlage und Werkzeuge sind enorm. Ein Forschungsprojekt will beweisen, dass es auch einfacher geht ...

Mit dem Hohlprägewalzen per Rollensystem können viele typische Blechteile günstiger gefertigt werden, wie die Forscher vom Fraunhofer IWU aus Chemnitz schon lange wissen. Jetzt gibt es Neues zu berichten ...(Bild: Fraunhofer IWU)
Mit dem Hohlprägewalzen per Rollensystem können viele typische Blechteile günstiger gefertigt werden, wie die Forscher vom Fraunhofer IWU aus Chemnitz schon lange wissen. Jetzt gibt es Neues zu berichten ...
(Bild: Fraunhofer IWU)

Die Idee ist so einfach wie bestechend, beginnen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU aus Chemnitz, diesen Bericht! Denn wenn für das Umformen der Linienkontakt einer Walze anstelle der großflächigen Kontaktfläche eines Presswerkzeugs genutzt wird, genügen wesentlich geringere Umformkräfte, um zum Ziel zu kommen, heißt es weiter. Die Walzwerkzeuge kosten außerdem nur zwischen 40 und 50 Prozent eines Umformwerkzeugs für das Pressen. Auch können sie in einer wesentlich kompakteren (und damit preiswerteren) Anlage implementiert werden. Das alleine seien demnach unschlagbare Argumente für die Blechfertigungsbranche – sofern das Umformergebnis den qualitativen Anforderungen genügt. Die Idee wird dabei im Rahmen des Projekts „smartROLL“, bei dem, wie betont wird, das Hohlprägewalzen auf höchstem Niveau angestrebt wird.

Wichtige Daten schon bei der Fertigung kennen

Konkreter heißt das Ziel, zunächst ein System zur Anlagen- und Prozessüberwachung zu entwickeln, das eine wirkstellennahe und inlinefähige Erfassung, Auswertung und Bewertung aller zustands- und prozessrelevanten Kenngrößen beim Walzen von Präzisionsteilen bringt. So stehen Qualitäts- und Prozessinformationen künftig bereits während der Fertigung zur Verfügung. Das sei die Grundlage für eine adaptive Prozessregelung, die Produktqualität, Gesamtanlageneffektivität und Betriebssicherheit nachhaltig verbessere. Dabei werden die Aspekte Mechanik, Prozess und Regelung gemeinsam betrachtet und das Gesamtverhalten des Systems komplett erfasst, so die Forscher. Diese integrierte Herangehensweise erlaube eine ganzheitliche Analyse und Bewertung aller Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität.

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Die Daten müssen sinnvoll zusammengeführt werden

Die Grundlage der Inline-Überwachung bildet eine korrelierte Auswertung verschiedener Datenquellen. Das sind dann nachgerüstete Sensoren in der Maschine (etwa Dehnungssensoren an Walzenlagerungen), Sensoren in den Walzwerkzeugen (zum Beispiel Drehwinkel-, Beschleunigungs- oder Kraftsensoren) sowie Bestandssensorik (Momenten- oder Drehwinkelerfassung). Entscheidend ist nach Ansicht der IWU-Forscher der Einsatz geeigneter Datenfusionsmethoden, um diese heterogenen Daten systematisch kombinieren und integriert auswerten zu können. Denn erst durch die richtige Zusammenführung aller Sensordaten gelinge ein umfassender, auf Daten gestützter Blick auf den Zustand und auf die Leistungsfähigkeit von Maschine und Hohlprägewalz-Prozess. Um Anomalien in den Sensordaten eindeutig einem Ereignis zuordnen zu können, wie etwa einer Qualitätsschwankung, werden die Wirkmechanismen des Hohlwalzprägens sowie der eingesetzten Maschinen- und Werkzeugtechnik in mathematische Modelle überführt, die in ein Diagnosesystem einfließen, das auf Methoden des Maschinellen Lernens (etwa Support Vector Machines) basiert.

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