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22.03.2018

Planungsprozesse für Schmiedeteile verkürzen

Den Herstellungsprozess eines Schmiedeteils zu planen, ist bisher kosten- und zeitintensiv. Die Qualität des Ergebnisses ist zudem von den Erfahrungen und Fähigkeiten des Konstrukteurs abhängig. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH forscht deshalb an einer Methode, die den Aufwand für die Planung der schrittweisen Umformung eines Schmiedeteils stark reduziert. Dabei digitalisieren die Forscher diese sogenannte Stadienplanung und sparen dadurch Zeit und Material ein.

Vor allem kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Schmiedebranche müssen aus Wettbewerbsdruck schnell produzieren und haben häufig nicht die Zeit und die Kapazitäten, die Auslegung der Stadienfolge für ein neues Bauteil ressourceneffizient zu planen. In einzelnen Produktionsschritten wird dabei die Rohform, das sogenannte Halbzeug, in das gewünschte Bauteil umgeformt. Die Effizienz des Prozesses ist von den Erfahrungen des Konstrukteurs abhängig.

  • Die 3D-Skizze des gewünschten Bauteils im CAD-Format ist der Ausgangspunkt. Bild: IPH/Ralf Büchler

    Die 3D-Skizze des gewünschten Bauteils im CAD-Format ist der Ausgangspunkt. Bild: IPH/Ralf Büchler

  • Stadienplanung: In drei Schritten vom Halbzeug zur Kurbelwelle. Bild: IPH/Philipp Cartier

    Stadienplanung: In drei Schritten vom Halbzeug zur Kurbelwelle. Bild: IPH/Philipp Cartier

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Diese Erfahrungen und das gesammelte Fachwissen werden nun vom IPH systematisch erfasst und in mathematische Formeln gegossen. Mithilfe dieser formeltechnisch beschriebenen Randbedingungen soll ein Software-Demonstrator in der Lage sein, automatisiert eine besonders materialeffiziente Stadienplanung zu erstellen. Das Forschungsprojekt wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen Otto von Guericke e.V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Weg rückwärts vom Bauteil zum Halbzeug berechnen

„Nach der alten Methode dauerte dieser Planungsprozess teilweise Wochen, in Zukunft geht das in Minuten“, erklärt Yorck Hedicke-Claus vom IPH den Vorteil des neuen Verfahrens. Bisher wird die Finite-Elemente-Methode (FEM) verwendet, um die Umformung geometrisch komplexer Körper zu modellieren und den Prozess entsprechend auszulegen. Dabei konnten Konstrukteure mittels eines Computerprogramms den Weg vom Halbzeug zum gewünschten Bauteil planen. Die neue Methode zur effizienten Stadienplanung dreht diesen Prozess um: Unter Beachtung der umformtechnischen Regeln generiert eine Berechnung den Weg rückwärts vom Bauteil zum Halbzeug und erstellt so die einzelnen Stadien des Umformprozesses. „Die Betriebe sparen dadurch Zeit in der Entwicklungsphase der Stadienfolge sowie Material und Energie in der Produktion“, sagt Yorck Hedicke-Claus. Denn bei einer optimalen Planung reduziert sich der Grantanteil und auch die benötigte Energie, um das Halbzeug zu formen.


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Unternehmensinformation

IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH

Hollerithallee 6
DE 30419 Hannover
Tel.: 0511-27976-0
Fax: -888

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