Hochleistungswerkzeuge für die Blechumformung (MANUNET-HiperFormTool)

Problemstellung
Die Umformtechnik ist eine der wichtigsten Produktionstechnologien im Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt und im Haushaltsgerätebereich. Produzierende Unternehmen der Umformtechnik in Deutschland und Europa erleben einerseits für Standardprodukte massive Umsatzeinbußen durch außereuropäische Wettbewerber, andererseits eine ständig steigende Komplexität und Funktionsintegration neuer Produkte. Dies führt zu komplexen und schwierigen Umformprozessen entlang der Grenzen des heute technisch Machbaren. Dabei entstehen instabile Fertigungsprozesse, unzureichende Bauteilqualität, Produktionsausfallzeiten durch Werkzeugbruch oder frühzeitigen Verschleiß, unkontrollierte und übermäßige Erwärmung der Umformwerkzeuge und hoher Schmierstoffverbrauch. Wegbereitende Innovationen beim Umformen stellen daher einen wesentlichen Schlüssel zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit dar.

Zielsetzung
Ziel des Projekts HiperFormTool ist die Entwicklung intelligenter Umformwerkzeuge. Im Fokus stehen dabei die Erarbeitung eines innovativen Temperaturmanagementsystems und neuartiger Schmiersysteme zur Erzielung eines Hochleistungsumformprozesses.

Vorgehensweise
Ausgehend von ausgewählten Demonstratorteilen und -werkzeugen werden neuartige Funktionen zur Temperierung, Schmierung und Sensorintegration in Umformwerkzeugen entwickelt. Mittels Laserstrahlschmelzen werden Umformwerkzeugeinsätze aufeinander aufbauend mit den neuen Funktionen des Temperaturmanagementsystems hergestellt. Durch die Integration von Sensoren ins Werkzeug können Prozessbedingungen, wie Werkzeugtemperatur und Materialfluss, während der Umformung gemessen und an sich ändernde Bedingungen angepasst werden. Dies ermöglicht eine Leistungssteigerung gegenüber konventionellen Werkzeugen. Durch Prozesssimulationen zur optimierten Auslegung wird ein modularer Werkzeugaufbau realisiert.

Anwendungspotential
Bei erfolgreicher Umsetzung ist es möglich, beispielsweise die Werkzeugstandzeiten um 15 v. H. zu erhöhen, die Ausschussquote um 35 v. H. und den Schmiermittelverbrauch um 25 v. H. zu senken. Komplexe Bauteile können somit effizient und ressourcenschonend hergestellt werden. Das transnationale Konsortium aus den europäischen Hochtechnologieländern Schweiz und Deutschland sichert eine europaweite Marktdurchdringung der erzielten Ergebnisse für diese neue Umformtechnologie. Eine branchenweite und grenzenübergreifende Ergebnisverbreitung erfolgt über Technologieplattformen und Industrieverbände.

• BRAUN CarTec GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein