Beim gratlosen Präzisionsschmieden fährt der Oberstempel nach dem Schließen der Gesenke in den Gravurhohlraum ein. Dadurch wird das Material bis zur vollständigen Gravurfüllung verdrängt. Durch ein entwickeltes Werkzeug können Schmiedeteile im Umformschritt auch gleichzeitig gelocht werden. Dabei fährt der Oberstempel durch die gesamte Bauteildicke. Das überschüssige Material wird durch den Oberstempel so weit nach unten gedrückt, bis das Werkstück vollständig gelocht ist. Um das Verfahren auf seine Praxistauglichkeit zu prüfen wurden praktische Schmiedeversuche auf einer Spindelpresse durchgeführt.
Schmieden, Gratlos Schmieden, Präzisionsschmieden, Lochen
Eine frühzeitige Erkennung von fehlerhaften Schmiedeteilen bietet wirtschaftliche Vorteile, da diese Bauteile sofort aus der weiteren Fertigungsfolge ausgeschleust werden können. Im Projekt "Intelligente Schmiedewerkzeuge zur Fehlerreduktion in der Massivumformung" wird eine prozessintegrierte Überwachung mit Hilfe eines sensorlosen Überwachungssystems entwickelt. Dabei fließt Strom durch das Schmiedeteil. Die Qualität der Bauteile wird mittels Auswertung der elektrischen Signale beurteilt. Typische Schmiedefehler (z. B. Unterfüllung und falsche Rohteiltemperatur) besitzen ein charakteristisches Signal und können somit direkt nach dem Umformprozess erkannt werden. Nach dem Ausschleusen der fehlerhaften Bauteile kann der Anlagenbediener zeitnah den Umformprozess anpassen.
Schmieden, Prozessüberwachung
Die Integration von Maßnahmen zur Qualitätsüberwachung in Wertschöpfungsprozessen spart Zeit und Geld. Die Überwachung der Formfüllung ist in der Warmmassivumformung prozessintegriert noch nicht realisiert worden. Des Weiteren konnten Prozessparameter, wie z. B. Einsatzmasse, Rohteiltemperatur oder die Schmierungsqualität, bisher nur nach der Umformung anhand der Bauteilqualität analysiert werden. Dadurch ist eine Regelung der schmiedetechnischen Prozesskette derzeit überaus träge. Im Projekt "Intelligente Schmiedewerkzeuge zur Fehlerreduktion in der Massivumformung" wird jetzt eine sensorlose Prozessüberwachung zur Echtzeiterkennung von Schmiedefehlern entwickelt.
Schmieden, Prozessüberwachung
Um komplexe Langteile mit ungleicher Massenverteilung entlang der Längsachse herzustellen, werden Prozesse wie das Querkeilwalzen benutzt. Die Werkzeuge können dabei als Flach- oder Rundbacken ausgelegt werden. Innerhalb des Forschungsprojekts "SFB 489 - Prozesskette zur Produktion präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile" wurden im Unterprojekt "Innovatives Werkzeugkonzept für das Präzisionsschmieden" am IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover Werkzeuge für das gratlose Zweizylinderkurbelwellenschmieden mit Zapfen und Flansch entwickelt. Die erste Vorform wird durch Querkeilwalzen mit Flachbacken erzeugt. In Hinblick auf die Massenverteilung der Zweizylinderkurbelwelle wurden durch Keile im Werkzeug vier Massenanhäufungen für die Kurbelwangen erzeugt.
Kurbelwelle, Querkeilwalzen, Stadienfolge, Vorform, Walzprozess
Leichtbauansätze im Automobilbau ermöglichen eine Reduktion des Treibstoffverbrauchs und somit einer Erhöhung der Fahrzeugreichweite. Dies ist ein wichtiger Faktor, um die EU-Grenzwerte für CO2-Emissionen von Fahrzeugen zu erreichen und die Strafen für die Überschreitung der Grenzwerte aus dem Jahre 2012 zu vermeiden. Die wachsende Zahl von Anwendungen für hochfeste Stähle oder Leichtbaukonstruktionen sind adäquate Mittel zur Gewichtsreduzierung. Im IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH wurde eine Methode entwickelt, um Hohlprofile aus Aluminium zu produzieren. Diese Methode, das so genannte Hydroforging, verbindet gratloses Schmieden und Innenhochdruckumformen. Es ermöglicht die Herstellung von hohlen, dickwandigen Aluminiumprofilen mit Hinterschneidungen ohne die Notwendigkeit komplexer Werkzeugkinematik. Das Schmieden wird durch ein aktives Medium unterstützt. Eine Werkzeugkonzept ist entwickelt wurden, dass den Antriebe einer hydraulischen Presse mit Ziehkissen nutzt. Mit diesem Werkzeug werden verschiedene Bauteilgeometrien hergestellt und anschließend analysiert. Um den Werkzeuginnendruck und den Umformdruck zu erzeugen, wird flüssiges Zinn als inkompressibles, aktives Medium verwendet. Die Umformung wird durch Stauchen der Aluminiumprofile initiiert und vom aktiven Medium unterstützt, sodass das Profil in die Kavität der Gesenke gedrückt wird. Das Verfahren wurde anhand von Simulationen entwickelt und wird durch praktische Experimente überprüft werden. Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung des Schmiedeprozesses mit einem aktiven Medium.
Innenhochdruckumformen, Schmieden, Rohre, Aluminium, FEM
In diesem Beitrag werden anhand eines industriellen Arbeitssystems erstmalig zirkadiane Leistungsschwankungen bei manuellen Montagetätigkeiten in Abhängigkeit des Einflussfaktors "Biorhythmus" nachgewiesen. Der Zusammenhang zwischen Leistungsschwankungen und den ermittelten Einflussfaktoren wird mit einem datenanalytischen Verfahren statistisch abgesichert. Abschließend werden Anwendungsgebiete (z. B. Schichtarbeit, Taktanpassung) für eine Nutzbarmachung der nachgewiesenen Leistungsschwankungen aufgezeigt.
Leistungsschwankung, Montage, Arbeitssystem, statistische Datenanalyse
In diesem Beitrag werden Charakteristika zur Beschreibung von XXL-Produkten diskutiert und grundlegende Aspekte hinsichtlich des Aufbaus (z. B. Prinzipien, Methoden) von Produktionssystemen vorgestellt. Im Rahmen einer Expertenbefragung bei XXL-Herstellern werden die am häufigsten eingesetzten Methoden der Produktionssysteme identifiziert. Der Beitrag stellt die Ergebnisse der Expertenbefragung vor und schließt mit einem Ausblick über das weitere Vorgehen ab.
Lean-Production-Methoden, Produktionssystem, XXL-Produkte
Um eine hohe logistische Leistungsfähigkeit in einem Produktionsnetzwerk bei niedrigen Logistikkosten zu erhalten, muss in der Materialbereitstellung der Endmontage eine hohe Synchronisation bestehen. Die Synchronisation kann jedoch durch dynamische Effekte negativ beeinflusst werden. Dieser Beitrag beschreibt einen Ansatz zur Identifizierung von kritischen Materialbeschaffungsprozessen, welche eine Ursache für eine unzureichende Erfüllung der logistischen Ziele in der Materialbereitstellung sind. Darüber hinaus werden die Ergebnisse einer Simulationsstudie vorgestellt, in der die Wirkungen von Maßnahmen zur Synchronisation der Materialbereitstellung unter Berücksichtigung dynamischer Effekte analysiert werden.
Dynamik, Materialbereitstellung, Produktionsnetzwerk, PPS
Viele kleine und mittlere Unternehmen (KMU) verfehlen ihre logistischen Ziele. In Wissenschaft und Praxis wächst die Erkenntnis, dass Probleme der Produktionsplanung und-steuerung (PPS) nicht ausschließlich mit der Entwicklung und Anwendung von Softwaresystemen gelöst werden können. PPS-Systeme lassen dem Mitarbeiter üblicherweise nur einen sehr eingeschränkten Freiheitsgrad bei der Durchführung von zugewiesenen Aufgaben. Viele Methoden eines PPS-Systems besitzen jedoch das Potential das Verhalten und die Leistung des Mitarbeiters zu beeinflussen. Die Entwicklung eines logistikorientierten Anreizsystems für Mitarbeiter kann die logistische Zielerreichung eines KMU positiv unterstützen. Die Ausrichtung der Anreize auf die logistischen Ziele verankert diese im Bewusstsein des Mitarbeiters.
Controlling, Anreizsysteme, logistische Zielgrößen, Mitarbeiterverhalten
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 Herausforderungen bei der Reklamationsbearbeitung mittels 8D-Berichten diskutiert sowie aktuelle Forschungsprojekte in diesem Themenfeld erläutert.
Qualitätsmanagement, Reklamationsmanagement, 8D-Bericht, Metrikssystem, Data Mining, Text Mining
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 Herausforderungen bei der Umsetzung Ganzheitlicher Produktionssysteme diskutiert sowie aktuelle Forschungsprojekte in diesem Themenfeld erläutert.
Ganzheitliches Produktionssystem, Lean Production, Expertensystem, Wissensmanagement, Data Mining
Die Energiewende ist beschlossene Sache. Doch um den Energiebedarf zu stillen, sind auch im Bereich der regenerativen Energien weitere Entwicklungen erforderlich. Ingenieure des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) haben in zwei Forschungsprojekten untersucht, wie sich die Effizienz von Windkraftanlagen steigern lässt.
XXL-Produkte, großskalige Produkte, Windenergie, Leichtbau, Data Mining
Die logistische Leistungsfähigkeit ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Allerdings ist die Zielerreichung in der betrieblichen Praxis oft unzureichend. Eine mögliche Ursache dafür sind divergierende Mitarbeiter- und Unternehmensinteressen, welche die Auftragsabwicklung beeinflussen. Der Mitarbeiter rückt damit in den Fokus von Forschung und Praxis. Wie können vorhandene Differenzen zwischen Unternehmens- und Mitarbeiterinteressen überwunden und die Logistikleistung gesteigert werden? Das am IFA und IPH in Hannover entwickelte logistikunterstützende Anreizsystem bietet Lösungen für eine nachhaltige Unterstützung der Logistikziele.
Anreizsystemgestaltung, Logistik, divergierende Mitarbeiter- und Unternehmensinteressen
Halbwarm geschmiedete Teile haben Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Warmschmiedeteilen: Engere Toleranzen, reduzierte Oberflächenrauheit, kein Zunder und eine reduzierte Randentkohlung. Jedoch ist das geometrische Spektrum der halbwarm geschmiedeten Teile durch hohe Fließspannungen beschränkt. Um diese geometrischen Einschränkung zu überwinden, wurden im Siebten Rahmenprogramm der EU im Forschungsprojekt "DeVaPro - Entwicklung einer Variable Warm Schmieden Prozesskette" neue Walz- und Schmiedeverfahren entwickelt. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung der halbwarmen Vorformoperationen mittels Querkeilwalzen, gefolgt von einem Wiedererwärmen und halbwarmen Fertigschmieden in herkömmlichen Gesenken. In diesem Artikel werden die Ergebnisse der ersten experimentellen Tests und die Ergebnisse der Anwendung des halbwarmen Querkeilwalzens gezeigt.
Schrumpfungskorrektur, FEM
Ziel ist die Entwicklung einer funktionsbasierten Methode zur Unterstützung der Angebotsplanung im Spritzgießwerkzeugbau. Bei Werkzeugen und Formen geht man davon aus, dass diese zwar Unikate sind, die Werkzeugfunktionen aber wiederkehrend sind. Mögliche Nachkalkulationen werden in der Regel erfasst und können mit der funktionsbasierten Angebotskalkulation besser für die Angebotskalkulation genutzt werden. Die Methoden der Ähnlichkeitssuche helfen bei der Vorhersage und bei der genauen Ermittlung des Herstellaufwandes eines Werkzeuges. Zur Validierung des Konzeptes mit Realdaten wird der Software-Demonstrator mit vorhandenen Nachkalkulations-Tools verknüpft und konzeptionell auf weitere Unikatprodukte übertragen.
Angebotsplanung, funktionsbasierte Methode, Spritzgießwerkzeugbau
Dünne Trennschleifscheiben helfen bei der Effizienzsteigerung in der Platten- und Fliesenproduktion aus Naturstein. Die reduzierte Steifigkeit der Scheiben kann allerdings zu einer erhöhten Biegung des Werkzeugs führen und die Schnittqualität mindern. Dies kann durch höhere Schnittgeschwindigkeiten kompensiert werden. Bisher muss ein solcher Eingriff von einem Anwender überwacht werden. Aus ergonomischen und ökonomischen Gründen ist dies keine Option für die Industrie. Bis jetzt existiert kein System, das die Vibrationen nahe der Quelle während des Schneidprozesses überwachen kann. Vor diesem Hintergrund wurde ein solches System entwickelt. Auf Basis der Integration von piezoelektrischen Elementen im Schleifwerkzeug können Vibrationen direkt an der Quelle gemessen werden. Dies stellt eine hohe Genauigkeit des Messprozesses sicher. Die gemessenen Daten werden kabellos an einen Computer übermittelt, der die Ergebnisse evaluiert. Schneidtests zeigen, dass das sensorintegrierte Werkzeug in der Lage ist, die Werkzeugvibrationen während des Schleifprozesses aufzuzeichnen. Diese Arbeit beschreibt das sensorintegrierte Trennschleifwerkzeug und zeigt die Ergebnisse von Schneidtests.
Trennschleifen, Messtechnik, Schnittqualität
Für die Herstellung von Platten und Fliesen aus Naturstein ist das Trennschleifen mit kreisförmigen Werkzeugen mit Bezug auf die konkurrierenden Zielgrößen Schnittbreite, Bearbeitungsqualität und Schleifleistung im Vergleich zu den Seil- und Gattersägen von vorrangiger Bedeutung. Zur ökonomischen und ökologischen Verbesserung von Trennschleifprozessen existieren zahlreiche Ansätze wie z.B. die Reduzierung der Stammblattdicke, Erhöhung des Zeitspanvolumens durch Tiefschleifen. Diese Ansätze stoßen aufgrund von Schnittverlauf, dem Ausweichen des Werkzeugs aus der Schnittebene, an ihre Grenzen. Durch die Kenntnis des Werkzeugverhaltens im Prozess kann eine wirtschaftliche Verbesserung des Trennschleifprozesses erfolgen. Diese Informationen können mithilfe eines Werkzeugüberwachungssystems während des Prozesses gewonnen werden. Im folgenden Beitrag wird ein Ansatz zur Überwachung von Trennschleifblättern im Prozess beschrieben.
Trennschleifen, Trennschleifprozessen, Tiefschleifen, Schnittverlauf
Vor dem Hintergrund der zunehmenden Dynamik im wirtschaftlichen Umfeld sind neue Ansätze zur Analyse des dynamischen Verhaltens und Einflussnahme in Produktionsnetzen von Bedeutung. Die Analyse der nichtlinearen Dynamik kann zur Differenzierung von Ursachen der Dynamikentstehung beitragen. Eine bedeutende Ursache ist dabei die unterschiedliche Reaktionsfähigkeit von Netzwerkpartnern.
Dynamik, Lieferketten, Produktionsnetze, Supply Chain Management
Für den Einsatz von Blechteilen ist die Verwendung von Verbindungselementen meist unabdingbar. Elemente wie Bolzen werden in der Regel einzeln verschweißt. Die räumliche Trennung der einzelnen Bearbeitungsschritte erfordert aufwendige Handhabungsoperationen und wirkt sich nachteilig auf die Positioniergenauigkeit des Bolzens aus. Die Verlagerung weiterer Prozessschritte in das Umformwerkzeug hinein verkürzt die Prozesskette signifikant. Weiterhin wird in einem integrierten Prozess die Positioniergenauigkeit der Verbindungselemente verbessert. Die Herausforderung bei der Integration des Schweißprozesses in das Blechformwerkzeug liegt im Umgang mit den Schweißemissionen und einer zuverlässigen Prozessüberwachung. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurde eine zuverlässige Lösung zur Funktionsintegration des Bolzenschweißens mit Spitzenzündung in das Umformwerkzeug entwickelt.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Viele Schmiedeteile beinhalten Lochstellen, z. B. für Lager. Das Lochen des Schmiedeteils erfolgt dabei in einem zusätzlichen Fertigungsschritt. Durch die Integration dieser bisher separat durchgeführten Operation in das Fertigschmieden des Bauteils kann die Prozesskette verkürzt werden. Jedoch gibt es bis dato keine Informationen darüber, wie verschiedene Prozessparameter die qualitätsrelevanten Faktoren beeinflussen. Daher wurde eine kombiniertes Schmiede-/Lochverfahren konzipiert und erprobt. Die Ergebnisse früherer Forschungsprojekte zeigten, dass die Variation der Einsatzmasse und der Schmiedetemperatur einen deutlichen Effekt auf die Maß- und Formgenauigkeit der Werkstücke haben. In diesem Projekt wurden verschiedene Stempel- und Werkstückgeometrien und der Einfluss einer alternativen Stadienfolge auf die Werkzeugbelastung und den Materialfluss untersucht. Dabei konnte kein Einfluss der Stempel- und die Werkstückgeometrie auf die Formgenauigkeit des Lochens festgestellt werden. Die Wahl einer ungünstigen Stadienfolge führt jedoch zum Werkzeugausfall beim Fertigschmieden.
Schmieden, Gratlos Schmieden, Präzisionsschmieden, Lochen
