Prozessketten und Anlagen

Prozessketten und Anlagen

Abteilung Prozessketten und Anlagen – Maschinen, Technologie und Optimierung

Die Schwerpunkte der Abteilung Prozessketten und Anlagen liegen auf der technischen und wirtschaftlichen Analyse von Umformverfahren, der Neuentwicklung von Anlagen sowie der Optimierung von Produktionsprozessen mit Fokus auf die Umformtechnik.

Entwicklung neuer Maschinenkonzepte

Auf Grund der immer schneller erfolgenden Veränderungen auf den Absatzmärkten werden flexible Produktionssysteme stärker nachgefragt. Die Anforderungen entstehen dabei sowohl auf Basis der beschaffungsmarktorientierten Schwankungen, als auch durch die Veränderungen auf den Absatzmärkten. So ist bspw. eine rasche Anpassung von Anlagen und Prozessen auf schwankende Produktionsmengen erwünscht. Aktuelle Ansätze zielen darauf ab, Anlagen und Prozesse zu entwickeln, welche in der Lage sind verschiedene Produkte einer Produktfamilie ohne bedeutenden Rüstaufwand herstellen zu können. Neue Technologien, wie Antriebselemente und Steuerungen erlauben es, Maschinen für eine Vielzahl von Prozessen einzurichten und somit dem Produzenten ein äußerst flexibel einsetzbares Werkzeug an die Hand zu geben. Einen wesentlichen Schwerpunkt nehmen in diesem Bereich Servopressen ein. Wegweisende Entwicklungen wurden am PtU durch den Einsatz von Linearmotoren und die Einführung der 3D-Stößelbewegung erbracht. Die Weiterentwicklung und Evaluierung dieser Antriebstechnologie erfolgt in mehreren Forschungsprojekten sowohl auf kommerziell erhältlichen Anlagen, als auch auf Prüfständen mit welchen neue Anlagenkonzepte erprobt werden können.

Analyse und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Maschinen

In den letzten Jahren wurde die Leistungsfähigkeit von Umformmaschinen deutlich gesteigert. Im gleichen Maße sind jedoch auch die Anforderungen an die Teilequalität und Werkzeugstandzeiten gestiegen. Hohe Hubzahlen und die an Umformpressen wirkenden hohen Kräfte machen eine Betrachtung des dynamischen Verhaltens der Maschinen und ihrer Komponenten unabdingbar.

Leistungsvergleich – Benchmarking

Benchmarking ist eine Methode zum direkten Leistungsvergleich von Wettbewerbern auf Basis von einheitlichen, qualitativen Merkmalen. Ziel ist zunächst ein Vergleich einzelner Partner hinsichtlich der ausgewählten Merkmale, um im Anschluss auf Basis aller erhobenen Daten einen optimalen Prozess definieren zu können.

Entwicklung, Analyse und Optimierung von Prozessketten

Umformtechnisch hergestellte Produkte sind in der Regel das Resultat einer Wertschöpfungskette bestehend aus einer Vielzahl von Einzelprozessen. Jeder Einzelprozess führt zu einer Veränderung der Bauteileigenschaften wie z.B. der Verfestigung, der Ausdünnung der Wanddicke usw., welche Relevanz für nachgelagerte Prozesse haben. Ziel ist es daher, die Wechselwirkungen durch eine entsprechende Analyse der Prozesskette zu verstehen, Optimierungsbedarf abzuleiten und auf dieser Basis neue, verbesserte Prozessketten zu entwickeln. Die Realisierbarkeit der in industrieller Großserie eingesetzten Prozesses Innenhochdruck-Umformen (IHU), ist stark von dem IHU vor- und nachgelagerten Fertigungsschritten, z.B. der Halbzeugherstellung, abhängig. Ziel der Forschung ist es, die Wettbewerbsfähigkeit von mit Innenhochdruck umgeformten Produkten, welche aus Hohlkörpern und Blechen hergestellt werden, zu steigern. Die Ergänzung und Optimierung der Prozesskette Innenhochdruck-Umformen wird in den einzelnen Teilprozessen durch Simulation, Modellversuche und Prototyping untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt in diesem Bereich liegt auf den Profilierverfahren und den möglichen Kombinationen mit anderen Prozessen, bspw. Spaltbiegen, spanabhebenden Verfahren und Fügen.

Aktuelle Forschungsprojekte