Herstellung verzweigter Profile

Herstellung verzweigter Profile durch integrierte Umform-, Zerspan- und Fügeoperationen

 

Problemstellung

Im Leichtbau eingesetzte Mehrkammerprofile werden gegenwärtig überwiegend durch Strangpressen aus Aluminiumlegierungen hergestellt. Stahlwerkstoffe jedoch sind nicht wirtschaftlich strangpressbar. Weiterhin sind Mehrkammerprofile walzprofiliertechnisch nur durch aufwändige Materialdopplungen herstellbar. Derzeit fehlen Maschinenkonzepte zur flexiblen Herstellung dieser Profile.

Abbildung 1: Zielbauteil
Abbildung 1: Zielbauteil

Zur kontinuierlichen Herstellung von Mehrkammerprofilen aus Stahl bieten Walzprofilieranlagen eine gute Basis zur Integration verschiedener Prozesse wie z.B. Umformen, Zerspanen, Fügen und Trennen. Aktuell werden die genannten Prozesse auf getrennten Anlagen realisiert. Somit wird mit der Verkettung von umformenden, spanenden und fügenden Prozessen Neuland betreten. Von besonderem Interesse sind dabei die Wechselwirkungen der Prozesse untereinander in einer flexiblen Anordnung sowie in variierenden Prozessketten.

Zielsetzung

Ziel ist es, Ein- oder Mehrkammerprofile aus Stahl, durch Integration aller beteiligten Prozesse, auf einer rekonfigurierbaren Anlage in Komplettbearbeitung herzustellen. Dabei ermöglicht eine Variation der Abfolge der Einzelprozesse die Herstellung unterschiedlicher Profiltypen auf ein und derselben Anlage. Dazu sind Methoden zur Ermittlung der optimalen Prozessketten, in Abstimmung auf die jeweils geplante Zielgeometrie, zu entwickeln.

Abbildung 2: Beispiel einer Prozesskette zur Profilherstellung
Abbildung 2: Beispiel einer Prozesskette zur Profilherstellung

Vorgehensweise

Folgende Schritte zur Entwicklung von optimalen Prozessketten sind geplant:

  • Analyse aller Einzelprozesse und deren Wechselwirkungen untereinander
  • Darstellung möglicher Prozessabfolgen und der Interaktion der Einzelprozesse in Modellen
  • Entwicklung mathematischer Formulierung des Materialflusses unter Berücksichtigung der Prozesse
  • Ableitung von Empfehlungen von Prozessreihenfolgen in Abhängigkeit der späteren Profileigenschaften
  • Entwicklung eines Anlagenkonzepts
  • Herstellen von Profilprototypen