Umformtechnik Umformer machen kurzen Prozess

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Hochfeste und ultrahochfeste Stähle, kleinere Losgrößen, mehr Varianten, bessere Qualität, und das alles zu geringeren Kosten: Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ändert die Umformtechnik auch ihre Prozessketten. Im Hintergrund laufen dabei schon die Vorbereitungen für Industrie 4.0 in der Praxis.

„Seit einigen Jahren gibt es eine Tendenz zur Reduzierung der Plattformen bei den OEMs: 2005 waren noch 277 Plattformen im Markt, wir erwarten, dass es bis 2020 nur noch 195 Plattformen sein werden. Daraus entstehen aber mehr Varianten“, erwartet Tim Fischer vom Automobilzulieferer Tower Automotive Holding GmbH. Diese Variantenvielfalt erhöhe die Zahl an Bauteilen mit kleinen Stückzahlen, das wiederum erfordere eine kostengünstige Produktion.

Aus diesem Grund hat sich das Unternehmen dazu entschlossen, Form- und Schnittwerkzeuge einzusparen und Pressen optimal zu nutzen. Als Beispiel nennt Fischer eine Doppelkabinentür für ein Nutzfahrzeug. Diese Variante mache nur ein geringes Volumen der Produktion aus. Zum gesamten Produktionsumfang gehörten Innen- und Außenteil der Fahrzeugtüren, sowohl links als auch rechts. Diese unterschieden sich in der Umformung nur geringfügig von den hinteren Doppelkabinentüren.

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Zahl der Umformwerkzeuge durch modularen Aufbau halbiert

Um die Varianten kostengünstig herzustellen, baute Tower das Umformwerkzeug modular auf. Die Produktion sowohl der linken als auch der rechten Tür konnte mit einem Werkzeugsatz realisiert werden. Einen Umbau gab es in den Griffmulden und bei den Schnittwerkzeugen für Fensterausschnitte. Für den Innenteil der Tür wurde zusätzlich die letzte Beschnittstufe durch eine Laseroperation ersetzt, hier kam es auch zur Unterscheidung der linken und rechten Bauteile. „Damit sind wir autark von der vorhandenen Presskapazität und flexibel in der Umsetzung der Variante“, erläutert Fischer.

Insgesamt konnte der Autozulieferer die Zahl der Werkzeuge für den Außenteil der Tür von acht auf vier reduzieren, wenn auch der zusätzliche Aufwand zum Umbau des Werkzeuges zu berücksichtigen sei. Beim Innenteil sank die Werkzeugzahl von sechs auf vier, wobei eine Operation in der Umformpresse durch den Laserbeschnitt ersetzt wurde. Ein zusätzliches Einsparpotenzial ergebe sich bei der Wiederverwendung der Werkzeuge für nächste Produktgeneration durch ein einfaches Wechseln der Werkzeugeinsätze. In der Produktion konnte Tower auf einer vorhandenen sechsstufigen Pressenanlage gleichzeitig die Innen- und Außenteile herstellen.

Walzen ermöglicht Einsparungen durch kürzere Prozessketten

Auch das Walzen ermöglicht Einsparungen durch kürzere Prozessketten, wie Michael Hirsch aus der Verfahrensvorentwicklung bei Profiroll Technologies am Beispiel der Produktion eines Getrieberades aufzeigt. Bisher wurde dafür ein Schmiederohling gedreht, die Laufverzahnung mittels Wälzfräsen erzeugt, entgratet, die Steckverzahnung durch Verzahnungswalzen hergestellt, das Bauteil gereinigt, gehärtet, hartgedreht und schließlich mittels Hartfeinbearbeitung die Laufverzahnung nachbearbeitet. Die größten Kostenpunkte waren hierbei an erster Stelle die Hartfeinbearbeitung, dann das Material, der Drehprozess und der Wälzfräsprozess.

Für das neue Verfahren setzte Profiroll als Hersteller von Walzmaschinen und -werkzeugen auf einen vollkommen neuen Ansatz. „Die Optimierungspotenziale sind bei den meisten bestehenden Prozessen gering, neuartige Prozesse bieten mehr Möglichkeiten“, erläutert Hirsch.

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