Automatisierte Fertigung von 2D-Blechbauteilen durch Treiben

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Hartmut Hoffmann
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2006 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 20026537

Die Produktion individualisierter Güter erfordert Fertigungsprozesse, die sich schnell und kostengünstig an die Fertigung verschiedener Produkte anpassen lassen und deren Wirtschaftlichkeit in nur geringem Maße von Skalierungseffekten abhängt. Um dem Kunden ein möglichst großes Individualisierungspotenzial für z.B. Verkleidungsteile, Designelemente etc. zu bieten, muss er sowohl Wahlmöglichkeiten beim Werkstoff wie auch in der Bauteilgeometrie haben, was zu geringen Stückzahlen bis hin zur Einzelteilfertigung führt. I.A. sind umformtechnische Fertigungsverfahren, wie z.B. das Tiefziehen, durch ihre hohen Investitionskosten für Anlagen und Werkzeuge auf große Stückzahlen angewiesen. Die Vorteile der Umformtechnik in der Blechverarbeitung, z.B. die schnelle Fertigung und die Produktion von Teilen mit hoher Festigkeit und guten Gebrauchseigenschaften (Optik, Lebensdauer etc.), sollen auch für die Fertigung individualisierter Produkte genutzt werden können. Dazu ist die Abkehr von teuren, geometriegebundenen Umformwerkzeugen notwendig. Ein sehr altes Blechformverfahren, das Treiben, erfüllt genau diese Forderung. Durch Kombination von Schlägen mit Streckungen bzw. Stauchungen erfolgt die Formgestaltung des Blechs. Heute hat das Treiben seine größte Bedeutung bei Nischenprodukten aus dem Eisenbahn- und Flugzeugbau sowie bei der Restaurierung alter Kraftfahrzeuge, also fast ausschließlich in Bereichen, in denen nur geringe Stückzahlen benötigt werden. Vorteile dieses Verfahrens sind u.a. die hohen realisierbaren Umformgrade, die Möglichkeit der Fertigung von Hinterschneidungen und die geringen Kosten für Anlagen und Werkzeuge. Die manuelle Bauteilführung bei diesem Fertigungsverfahren kann jedoch nur in Nischenbereichen mit sehr geringem Kostendruck toleriert werden. Der Einsatz des Treibens für individualisierte Konsumgüter erfordert hingegen eine höhere Automatisierung, um im Vergleich mit der heutigen Serienfertigung konkurrenzfähig zu sein. Ziel: Die Schwerpunkte des Forschungsvorhabens liegen daher in der Entwicklung einer geschlossenen Kette von der Bauteilkonstruktion bis zur Fertigung durch rechnergesteuertes Treiben (CNC-Treiben) von Blechbauteilen. Aufbauenden auf dem Teilprojekt M5 des SFB 582 werden hierzu weiterführende Ergebnisse erarbeitet. Die Simulation des Umformprozesses wird beschleunigt, indem zulässige Vereinfachungen bei der Modellierung des Prozesses identifiziert werden. Die zu entwickelnden und weiter zu untersuchenden Fertigungsstrategien werden durch die Übertragung der Simulation auf reale Bauteile verifiziert. Zur Handhabung und Führung von Blechwinkeln bei Einzelhüben und einfachen Operationsfolgen wird das Handlingsystem verbessert und erweitert. Zur Optimierung geeigneter Fertigungsstrategien werden spezielle Softwaretools entwickelt.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Dr.-Ing. Roland Golle; Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk