Als Fertigungsverfahren für hochbelastete Kfz-Bauteile stehen zum Beispiel Schmieden, Sintern, Zerspanen und Giesen zur Auswahl. Wie belastbar ein Bauteil bei Schwingungen ist, wird maßgeblich von dessen Faserverlauf bestimmt. Punkten können hierbei Schmiedeverfahren. Denn sie sorgen für eine vorteilhafte Anordnung der Fasern. Insbesondere das gratlose Gesenkschmieden ist zu empfehlen, da beim Abgraten Fasern zerteilt werden und nicht mehr optimal bei Belastung wirken können. Das vorliegende Paper beschreibt Simulationsmöglichkeiten des Faserverlaufes und einen anschließenden Vergleich mit Experimenten
Gratloses Gesenkschmieden, Simulation, Faserverlauf
Unabhängig voneinander wurden in den letzten Jahren in der Nano- und Mikrotechnologie und in der Produktionstechnik zahlreiche Entdeckungen gemacht. Die Kombination beider Fachgebiete ermöglicht die Entwicklung neuer Fertigungsmöglichkeiten, wie z. B. dem Multifunktionsschmieden. Dabei werden Nanopartikel auf das Halbzeug aufgebracht und dienen erst der Schmierung und anschließend der Qualitätskontrolle durch beispielsweise eine Rissprüfung. Die Zugabe von multifunktionalen Nanopartikeln spart Zeit und Kosten
Nanopartikel, Gesenkschmieden
In dem Vortrag wurde das IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH mit seinen drei Arbeitsgebieten Umformtechnik, Logistik und Automatisierungstechnik vorgestellt. Forschungs- und Beratungsschwerpunkte des Instituts wurden an Praxisbeispielen diskutiert. Außerdem wurden Lebenszykluskosten von Werkzeugen und Formen diskutiert sowie Methoden zur Prognose der Lebenszykluskosten vorgestellt.
Werkzeug- und Formenbau, Lebenszykluskosten, Forschung und Entwicklung
Blechbauteile geringer Abmessung und hoher Stückzahl werden meist sehr wirtschaftlich im Folgeverbund gefertigt. Wenn diese Teile angeschweißte Fügeelemente erfordern, werden diese anschließend auf separaten Schweißstationen gefügt. Das Handling der vereinzelten Bauteile verursacht dabei relativ hohe Kosten. Eine Integration thermischer Fügeverfahren vereinfacht die Fertigung derartiger Bauteile wesentlich. Im Rahmen eines EFB-Forschungsprojektes wurde am IPH eine Schweißstufe bestehend aus Schweißkopf und Fügeteilezuführung zum werkzeugintegrierten Bolzenschweißen mit Spitzenzündung (Kontaktverfahren) entwickelt. Emissionen werden dabei mit Hilfe einer Absaugung bei geschlossenem Werkzeug aus dem eng abgeschirmten Schweißbereich entfernt. Das Werkzeug wird so vor Verschmutzung geschützt. Zur Sicherstellung der Schweißqualität werden die Prozessparameter Strom-, Spannungs- und Wegverlauf permanent überwacht. Untersuchungen der Schweißergebnisse aus Dauerversuchen u. a. mit eingebrachten Störgrößen zeigten eine hohe Prozesssicherheit und Tragfähigkeit der Verbindungen sowie eine stabile und gut reproduzierbare Prozessführung. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass sich mit dem Bolzenschweißen ein thermischer Fügeprozess sicher in Blechumformwerkzeuge integrieren lässt und potentiell auftretende Störeffekte beherrschbar sind.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Ein leistungsfähiges Logistik-Controlling mit einer auf einem regelbasierten Expertensystem basierten Diagnose der Produktionslogistik kann Unternehmen und insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen bei den hohen Anforderungen des Marktes hinsichtlich einer hohen logistischen Leistung unterstützen. Die Unternehmensstrategie muss in Einklang mit diesen Anforderungen stehen. Für die Logistik muss darauf basierend eine Funktionalstrategie abgeleitet werden, um die übergeordnete Zielsetzung nachhaltig umzusetzen. Die Herausforderung besteht in der Ableitung und Überwachung geeigneter logistischer Kennzahlen, die die strategischen Vorgaben repräsentieren, in dem Diagnostizieren einer Störung in der Produktionslogistik sowie in der Ableitung geeigneter operativer Maßnahmen zur Bewältigung der Störung und damit zur Strategieunterstützung.
Logistik-Controlling, Expertensystem, Produktionslogistik, KMU, Kennzahlen
Das Trennschleifen mit dünnen Diamantwerkzeugen ist ein verbreitetes Verfahren für die Herstellung von plattenförmigen Bauteilen, wie z. B. Fliesen, aus Hartgestein. Hartgesteine sind aufgrund ihrer Materialeigenschaften als Baumaterialien geeignet. Sie werden u. a. zur Verkleidung von Gebäuden und als dauerhaftes Material für den Innenausbau verwendet. Neben der Gewinnung von Granit-Rohblöcken in Steinbrüchen liegt vor allem die spanende Fertigung im Zentrum der Wertschöpfung. Allein für das Trennschleifen, das in der Praxis häufig als Kreissägen bezeichnet wird, werden 67 % der Herstellkosten gebunden. Grund für diesen sehr hohen Kostenanteil sind Zerspanungsraten, das Verhältnis Zerspanvolumen zu Plattenvolumen von mehr als 60 %, die zu einem Verlust von Rohmaterial sowie hohen Werkzeug- und Energieaufwänden führen.
Trennschleifen, Zerspanungsraten, Zerspanvolumen
Kreisförmig verkettete Produktionssysteme sind häufig verwendete Produktionsanlagen. Während der Angebotsphase sichern die Hersteller dieser Systeme den Kunden trotz zahlreicher Unsicherheiten eine Leistung und Effizienz der Anlage zu. Bislang steht kein Planungshilfsmittel zur Verfügung, um diese Aussagen abzusichern. Jetzt wurde jedoch eine Methode für die Konfiguration zyklisch verketteter Produktionssysteme in der Angebotsphase entwickelt, um dieses Defizit zu beheben. Data Mining-Modelle werden genutzt, um die Leistungswerte von Produktionssystemen einer Systemkonfiguration vorherzusagen, wohingegen Kostenkennlinien zur Vorhersage wirtschaftlichkeitsorientierter Kennwerte eingesetzt werden. Der Beitrag stellt die Herausforderungen in der Angebotserstellung dar und erläutert die entwickelte Methode.
Planung, Produktion, System
Schlanke wirtschaftliche Prozesse, Flexibilität und Reaktionsfähigkeit, die sowohl für den Kunden als auch für den Lieferanten Vorteile bringen, sind Merkmale einer exzellenten Kunden-Lieferanten-Beziehung. Standard-Beschaffungsmodelle bieten einen praxiserprobten Ansatz um Prozesse unternehmensübergreifend auszulegen.
SCOR, Standardbeschaffungsmodelle, Logistische Modelle
Wie können sich kleine und mittlere Unternehmen (kmU) den wachsenden Anforderungen des Marktes hinsichtlich Termintreue und Bestandssenkung stellen? Ein im IPH im Rahmen des Forschungsprojekts "Logistische Wandlungsfähigkeit von Montagesystemen (LoWaMos)" in der Entwicklung befindlicher Handlungsleitfaden hilft bei der anforderungsgerechten Auswahl, Kombination und Konfiguration im Unternehmen einsetzbarer Beschaffungs- und Bereitstellungskonzepte für Montagesysteme.
Logistikkonzept, Bereitstellungskonzept, Lieferkonzept, Montagesystem
Die langfristige Versorgung der Kunden mit Ersatzteilen ist für Hersteller hochwertiger Investitionsgüter eine komplexe Aufgabe, deren Lösung von zahlreichen, unsicheren Faktoren abhängt. Neben der Vielzahl der vorzuhaltenden Ersatzteile muss die Versorgung über viele Jahre sichergestellt werden. Vom Markt wird eine hohe Leistungsfähigkeit der Ersatzteilversorgung (kurze Lieferzeiten, hohe Zeit- und Mengenflexibilität etc.) gefordert. Der Hersteller selbst ist bestrebt, die Kosten und Risiken der Ersatzteilversorgung zu reduzieren (bspw. Kosten für die Lagerhaltung, Versorgungs- und Absatzrisiken). In diesem Spannungsfeld erfolgt die Auswahl einer Strategie zur Ersatzteil-Bedarfsdeckung aus den zahlreichen hierfür zur Verfügung stehenden Varianten. Die Komplexität dieses Auswahlproblems wird weiter durch die verschiedenen, die Strategiewahl beeinflussenden Spezifika der Ersatzteile erhöht. Beispiele für solche Spezifika sind die Lagerfähigkeit, die Wertigkeit, der Umsatzanteil der Ersatzteile sowie die Bedeutung der Teile für die Kunden. Im Forschungsprojekt "GET – Geregelte Ersatzteil-Bedarfsdeckungs-Strategien" wurde eine Methode zur Auswahl und kontinuierlichen Überprüfung der Strategien zur Ersatzteil-Bedarfsdeckung erarbeitet.
Ersatzteilversorgung
Heutzutage steht die Schmiedeindustrie vor neuen Herausforderungen. Das tägliche Geschäft zeichnet sich durch schwankende Bestellmengen und die Produktion einer hohen Zahl von Varianten aus. Unter diesen Bedingungen gewinnt die Werkzeuglogistik immer mehr an Bedeutung, um Produktionsausfälle durch die Gewährleistung einer hohen Werkzeugverfügbarkeit mit geringen Werkzeugkosten zu minimieren. Dieser Beitrag stellt einen Ansatz für eine Synchronisation der Werkzeugversorgungsprozesse mit den Produktionsanforderungen durch die Auswertung der Ursache-Wirkungs-Beziehungen von Standmenge und Werkzeugbestand auf Produktionsleistung und Anlagenauslastung dar.
Schmiedeindustrie, Werkzeuglogistik, Simulationsstudie, Ursache-Wirkungs-Beziehungen, Ziele der Werk
Der Artikel zeigt die Ergebnisse einer Untersuchung des Abnutzungsverhaltens von Präzisionsschmiedewerkzeugen, die im Rahmen des Sonderforschungsbereiches (SFB) 489 "Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile" durchgeführt wurde. Das Abnutzungsverhalten von Präzisionsschmiedewerkzeugen wird dabei in Anlehnung an die Abnutzungskurve der DIN 31051 beschrieben. Im Rahmen der Untersuchungen wurden zwei messbare Abnutzungsarten festgestellt: Materialabtrag und Materialauftrag. Mit Hilfe der Abnutzungskurve ist die Festlegung einer Schadensgrenze möglich, die als maximale Werkzeugstandmenge bis zur Entstehung von Ausschussteilen interpretiert wird. Ein Ansatz zur Ermittlung einer wirtschaftlichen Losgröße für Schmiedeprozesse unter Berücksichtigung der maximalen Werkzeugstandmenge schließt die Entwicklungslücke einer integrierten Werkzeuginstandsetzungs- und Produktionsplanung.
Losgrößenbestimmung, Werkzeugstandmengen, Abnutzungsverhalten, Schmiedeindustrie
Häufige Änderungen von Auftragsmengen oder -terminen durch die Kunden sowie ein unzuverlässiges Lieferverhalten der Zulieferer verursachen Turbulenzen, welche die innerbetriebliche Produktionsplanung und -steuerung erschweren. Dies ist für Schmiedeunternehmen mit langen Rüstzeiten und großen Losgrößen besonders ausgeprägt. Eine frühzeitige Identifikation, Quantifizierung und Bewertung logistischer Risiken in der Lieferkette ermöglicht die Ableitung von Maßnahmen in der Produktionsplanung und -steuerung (PPS), um der Dynamik auf den Märkten zu begegnen. Im Rahmen des Forschungsprojekts SFB 489 C4 "Planung und Steuerung flexibler Lieferketten zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Bauteile" wurde eine Methode für die Integration eines logistischen Risikomanagement in die Produktionsplanung und -steuerung entwickelt. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse des Forschungsprojekts in den Bereichen Risiko-Identifikation, -Bewertung und -Steuerung vorgestellt.
Produktionsplanung und -steuerung, Präzisionsschmieden, Werkzeugeinsatz, Werkzeugbestandscontrolling
Der Leitfaden beschreibt ein Expertensystem, das eine personenunabhängige Abbildung und ressourcenarme Nutzung von Produktionssystem-Wissen ermöglicht. Das Expertensystem ist auf die Branche Werkzeug- und Formenbau ausgelegt. Zentrale Bestandteile des Systems sind ein Datenmodell zur Wissensrepräsentation, eine werkzeugbauspezifisch ausgestaltete Wissensbasis sowie Data-Mining Algorithmen zur automatisierten Anpassung der Wissensbasis an unternehmensindividuelle Randbedingungen.
Ganzheitliches Produktionssystem, Lean Production, Expertensystem, Wissensmanagement, Data Mining
Verschwendung in den betrieblichen Abläufen kann sich auch der Werkzeug- und Formenbau nicht leisten. Bei der Gestaltung eines schlanken Unternehmens hilft jetzt ein Expertensystem des IPH.
Ganzheitliches Produktionssystem, Lean Production, Expertensystem, Wissensmanagement, Data Mining
Um Preisangebote für komplexe Unikatprodukte wie Spritzgießwerkzeuge abgeben zu können, werden zunächst die Herstellkosten und -zeiten der jeweiligen Einzelteile und Baugruppen abgeschätzt. Meist orientieren sich die Angebotsplaner dabei an ähnlichen Werkzeugen, die bereits hergestellt wurden. Dieser recht zweckmäßige Weg erfordert aber viel Erfahrung; zudem ist er meist zeitaufwändig und fehleranfällig. Schneller und kostengenauer ist eine ähnlichkeitsbasierte, funktionsgestützte Methode zur Angebotsplanung.
Angebotsplanung, funktionsbasierte Methode, Spritzgießwerkzeugbau
