EuroBLECH 2006

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EuroBLECH
MESSEJOURNAL
Inhalt:
■ News
To the nanometer
Quality control with geometric
measurement ...................Page 2
Echt heiß
Neue Schweißtechnik
schafft auch extrem harten
Stahl ................................Seite 3
Small batches
CNC is a genuine alternative for
small volumes of incremental
sheet metal ......................Page 7
Feuer frei
Extreme Hitze macht Verzinken
wirksamer......................Seite 10
■ Messestadt
Von der Leine
Hannovers Gastronomie
besticht mit lokalen und
internationalen Leckereien
...............................Seiten 14-15
Auflagengruppe C
vom 24. bis 28. Okt. 2006 in Hannover
Effizient und flexibel
Neue Umform- und Fügetechnologien setzen Maßstäbe
U
m die Standzeit von Tiefziehwerkzeugen deutlich zu
verbessern, entwickelt das Fraunhofer IPT neue Prozesse zur Herstellung keramischer Formeinsätze. Durch den Einsatz von Siliziumnitrit als Werkzeugwerkstoff erhöht sich die Standzeit
gegenüber konventionellen
Werkzeugen um ein Vielfaches.
Selbst komplexe Geometrien lassen sich mit den neuen Hochleistungswerkzeugen formen, die
durch ultraschallunterstütztes
Schleifen, laserunterstützte Zerspanung und NC-Formschleifen
hergestellt werden. Das Tiefziehwerkzeug, das im Rahmen
des Demonstrationszentrums
„AdvanCer“ auf der Euroblech
vorgestellt wird, wurde im InnoNet-Verbundforschungsprojekt „KeraForm – Entwicklung
keramischer Hochleistungsformeinsätze für die Blechumformung“ entwickelt.
Keramik wird zunehmend auch als Verbundwerkstoff eingesetzt,
Fortsetzung auf Seite 3 wie bei diesem Chiphalter aus Aluminium-Nitrit-Keramik.
Manipulating sheet metal
Punching, bending, and lasercutting are skills that underpin a
huge European industry. This is
no contact sport but a process
that shapes sheet metal into consumer products ranging from
coffee machines to computers.
Now a EUREKA project promises to take the hard work out of
design and manufacturing with
sophisticated IT programmes that
automate production, to make
more efficient use of the expensive machines that shape metal.
FACTORY PRISM involved partners from the Netherlands, the
UK and Spain and provided a
supportive forum for companies
to share individual expertise for
mutual benefit. Pieter Zondervan
of Dutch partner explains: “We
addressed sheet metal bending,
the UK addressed design, laser
cutting and punching, and Spain
developed the scheduling system.”
more on page 4
EuroBLECH 2006
2
Accurate to the nanometer
Geometric measurement for quality control
T
he greater the precision required of a component, the
more important becomes production-related quality control .
Geometric measurement techniques now play a key role in this
respect. The automotive industry
currently has to contend with exacting specifications when it
comes to manufacturing injection
nozzles for diesel vehicles, for instance. The dimensional accuracy
of these small, highly precise components with minute holes cannot
be adequately ensured using existing measurement techniques –
and so rejects are inevitable. The
tactile measurement systems used
Image sensors differ noticeably from all other electronical components. Therefore
in the manufacturing process are
testing and measuring means to meet new challenges.
time-consuming and require minimal contact forces to ensure they
do not bend in the tight holes and
so produce inaccurate results.
on a confocal chromatic point sen- fiber. At the end of the optical fiber ment task: To measure the geomesor comprising a lightweight mi- is the sensor head including the tries of complex surfaces, such as
A miniaturized sensor based on cro-optic probe, which can also be microlens, which is smaller than aspherical lenses or freeform opoptical principles, developed by inserted into holes smaller than a ballpoint refill even though it tics, the distance is measured in
the Competence Network for Op- 1.5 millimeters. A superlumines- contains all the necessary optical the direction of the fiber. To meastical Technologies in Lower Saxony, cence diode near-infrared region components to measure variations ure roundness or the cylindricity
now promises significant im- is used as the light source, which in distance. The setup can be var- of a hole, the light beam in the senprovements: The system is based is linked up to a light-conducting ied depending on the measure- sor head is deflected by 90 centi-
grade. Dynamic sensor compensation provides a solution to the
limits imposed by the ratio of
measurement range to resolution.
The sensor can even be used to accurately detect differences in the
nanometer range.
Potential applications for the series-production ‘hybrid micro-optical sensor’ include automating
as mentioned above and, especially, precision mechanical engineering, the optics industry as well
as microsystems technology. The
sensor was implemented as part
of HymoSens, a joint project sponsored by the German federal ministry of education and research
(BMBF), and presented at the end
of March in Göttingen during the
recently founded PhotonicNet
‘Optical sensors for geometry
mapping’ working group. HymoSens has been coordinated by
the well-known metrology specialist Mahr, which is planning to
integrate the sensor system into a
range of the company’s specialized
measurement systems.
Neuer Dreh für krumme Dinger
Umformverfahren macht Rohrproduktion effektiver
Durch eine schrittweise Rohreinformung zeichnet sich das so genannte JCOE-Verfahren aus, das
in der Rohrherstellung den aktuellen Stand der Technik darstellt.
Bei diesem Verfahren wird das
Blech zunächst zu einer Halbschale, die dem Buchstaben J ähnelt, eingeformt. Die andere Seite des Blechs biegt man dann zur
zweiten Halbschale, so dass sich
ein C bildet. Als Nächstes entsteht
ein O durch weiteres Pressen zu
einem Schlitzrohr, das man verschweißt und in einem letzten
Messeneuheiten
S. v. Bassewitz GmbH & Co. KG
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Hartmetallwerkzeuge
Schritt mit einem mechanischen Verfahrens die gleichmäßigere
Expander kalibriert.
Herstellung von Rohren erlaubt,
trägt sie zu einer wirtschaftlicheDieses JCOE-Verfahren wird durch ren Produktion bei. Während nun
den Einsatz neuester Technolo- durch die Steuerung des Rohrgien kontinuierlich weiterentwi- formprozesses dessen Kontrolckelt. Zu seiner Optimierung er- lierbarkeit besser möglich ist, war
folgten beispielsweise Verbesse- es zuvor aufwändiger, auslieferungen in der Hydraulik und in rungsreife dickwandige Rohre
der Elektrik, wodurch nun die einzuformen. Es musste vielfach
Möglichkeit besteht, über die mo- manuell nachgeprüft werden, ob
derne Regelungstechnik große Ein- überhaupt die gewünschte
formkräfte zu kontrollieren und Gleichmäßigkeit einwandfrei erdamit gleichmäßig über die ge- reicht wurde.
samte Rohrlänge wirken zu lassen. Steuerungstechnisch war dies Das Bestreben nach mehr Wirtbei Rohren, die in zwölf oder 18 schaftlichkeit in der RohrprodukMetern Länge hergestellt werden, tion beschränkt sich aber nicht auf
zuvor nicht realisierbar.
die technischen Neuerungen in
der Herstellung der Rohre. Auch
Dickwandige Rohre beispiels- die Entwicklung neuer Stähle trägt
weise mit kleinerem Durchmes- wesentlich zur Kostensenkung bei.
ser als 20 Zoll konnte man vor- Die Materialforschung verfolgt hier
her produktionstechnisch nicht im Wesentlichen drei Trends: die
oder nur erschwert herstellen, Erhöhung der Festigkeiten der
aber aufgrund der technischen Rohrwerkstoffe, die Verbesserung
Neuerungen hat sich diese Situa- der Korrosionsbeständigkeit und
tion erheblich verbessert. Indem die Steigerung der Kollapsbeständie neue Technologie des JCOE- digkeit.
EuroBLECH 2006
3
In Form gebracht
Das Tiefziehen mit starren Werkzeugen hat sich als
ein bedeutsames Fertigungsverfahren zur Herstellung von Karosseriebauteilen etabliert.
Durch den Einsatz von flüssigen Wirkmedien als
Kraftüberträgern lassen sich in nur einem Arbeitsgang
komplizierte Werkstückgeometrien fertigen. Den Vorteilen stehen aber längere Prozesszeiten gegenüber,
da der Druck im Wirkmedium stufenweise auf- und
wieder abgebaut werden muss.
Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn die
flüssigen Wirkmedien durch formlos feste Stoffe, wie
zum Beispiel metallisches oder keramisches Schüttgut, ersetzt werden, welche die erforderlichen Umformkräfte möglichst verlustarm über eine elastische
Membran auf das Blech übertragen.
Fortsetzung von Seite 1
Die wachsende Nachfrage nach hoch belastbaren
Komponenten für die Luft- und Raumfahrttechnik,
die Automobilindustrie, den chemischen Anlagenbau und die Medizintechnik fordert den Einsatz
leistungsfähiger Werkstoffe. Um Bauteile, wie Einströmdüsen, Tankböden, Felgenringe oder Laborzentrifugen, aus einem Stück zu fertigen und damit
beispielsweise sicherheitskritische Schweißnähte
zu vermeiden, setzt die Industrie hier vielfach auf
das Metalldrücken. Doch gerade bei eher sprödharten Hochleistungswerkstoffen aus Stahl, Titanund Nickelbasislegierungen stößt das Verfahren
schnell an seine Grenzen. Mit Unterstützung des Lasers lässt sich durch die gezielte Wärmeeinbringung der Umformgrad verbessern und damit die Flexibilität und Leistung bestehender Drückanlagen
steigern.
Laserstrahlschweißen und -löten bieten im Vergleich
zu konventionellen Fügeverfahren zahlreiche technologische und wirtschaftliche Vorteile. Sowohl die
thermische Werkstoffschädigung als auch der Bauteilverzug lassen sich durch die lokal eng begrenzte
Energieeinbringung und die hohen Vorschubgeschwindigkeiten auf ein Minimum reduzieren. Nacharbeiten an der Nahtoberfläche sind aufgrund der hohen Qualität der Fügeverbindungen meist nicht mehr
erforderlich.
Ein neues Schweißverfahren ermöglicht auch das Fügen von extrem harten Stählen.
Das ist echt heiß
Neues Schweißverfahren für extrem harten Stahl
U
m hochfeste Feinkornbaustähle wirtschaftlich und sicher verschweißen zu können,
brauchte es ein neues Werkzeug.
Wie das aussehen muss, haben
das Laser Zentrum Hannover und
die Schweißtechnische Lehr- und
Versuchsanstalt Hannover zusammen mit Industriepartnern unter fachlicher Begleitung durch die
FOSTA – Forschungsvereinigung
Stahlanwendung – mit Erfolg erforscht.
Ziel des Forschungsvorhabens war
es, mit dem Laser-MSG-Hybridverfahren dem Kran-, Fahrzeugund Anlagenbau ein geeignetes
Werkzeug in die Hand zu geben.
Dazu wurden zusammen mit dem
Prozess für diese Stähle geeignete Schweißzusätze und die dazugehörigen Temperaturzyklen qualifiziert. Interessant ist das Verfahren besonders für den erst seit
kurzem in der Erprobung befind-
lichen Stahl S1300QL, welcher
hinsichtlich Festigkeit die gegenwärtige Obergrenze der wasservergüteten, schweißgeeigneten
Feinkornbaustähle darstellt. Seine
Eignung für das Hybridschweißen
konnte in diesem Projekt erstmals
nachgewiesen werden.
Bei dem einzigen untersuchten
Vertreter der thermomechanisch
gewalzten Stähle, dem Stahl
S700MC (1.8974), wurden zusammen mit einem Schweißdraht
vom MoNi-Typ Verbindungen erzeugt, die den Anforderungen hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit
genügten. Im Zugversuch trat der
Bruch im Schweißgut auf, da die
Härte des Schweißgutes niedriger
lag als die des Grundwerkstoffes.
Die wasservergüteten Feinkornbaustähle S690QL (1.8928) und
S960QL (1.8933) erwiesen sich
hinsichtlich des Verhaltens der
Schweißverbindung als ver-
gleichbar. Da die Härte von Wärmeeinflusszone und Schweißgut
deutlich über dem Niveau des
Grundwerkstoffes lag, erfolgte der
Bruch im nicht beeinflussten
Blech. Ein „Härtesack“ in der Wärmeeinflusszone konnte sowohl
bei extrem kurzen als auch bei
längeren Abkühlzeiten nicht beobachtet werden. Die in den Lieferbedingungen geforderten Werte für die Kerbschlagarbeit wurden
auch bei niedrigen Temperaturen
bis minus 40 Grad Celsius eingehalten.
Es konnte nachgewiesen werden,
dass das Laser-MSG-Hybridschweißen für das Verschweißen
von hochfesten Feinkornbaustählen im Blechdickenbereich zwischen fünf und sieben Millimetern für den Fahrzeug- und Kranbau mit Nennstreckgrenzen von
690 MPa bis zu 1300 MPa für geeignet ist.
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Qualitätssteigerung erreicht.
Euroblech 2006: besuchen Sie uns in Halle 11, Stand H48
4
EuroBLECH 2006 / Hallenplan
Zebra ohne Streifen
Neues Messsystem findet jede Macke im Spiegelbild
E
rst putzen und polieren, dann
der prüfende Blick. Ob Brille,
Motorhaube oder Silberschale: Im
Gegenlicht sieht man am besten,
ob sie auch wirklich blank geworden sind – nämlich dann,
wenn sich alles tadellos darin spiegelt. Dieses alltägliche Phänomen
hat sich ein Wissenschaftler-Team
an der Universität Bremen zu Nutze gemacht und ein neues Messverfahren namens Zebra entwickelt. Mit dessen Hilfe lassen sich
einfach und schnell auch kleinste
Unebenheiten in reflektierenden
Oberflächen messen und bewerten.
Thorsten Bothe ging es ursprünglich nicht um Autobleche: Vor fünf
Jahren hielt der Diplomphysiker
aus dem Bremer Institut für angewandte Strahltechnik (BIAS) eine Reihe von Klaviertasten gegen
das Licht, um Unebenheiten in der
Blech- und Bandrichtmaschinen
Die Qualität des Richtenseine Domäne von
Das neue Messsystem „Zebra“ findet jede Macke im
Spiegelbild.
Lackierung aufzuspüren. Da kam
ihm die zündende Idee zu dem
neuen Messsystem. Und so funktioniert es: Die Wissenschaftler
erzeugen auf einem Bildschirm
ein Streifenmuster und bringen
den Spiegel dann über die zu untersuchende Fläche. Spiegelnd, also reflektierend muss sie sein,
denn nur dann funktioniert das
System. Eine Kamera nimmt die
sich in der Fläche spiegelnden
Streifen auf, sendet die Daten an
einen Rechner, der die Bilder dann
auswertet. Hierzu haben die Forscher eine spezielle Software entwickelt, den „BIAS Fringe Processor“. Gibt es auch nur die kleinste Unregelmäßigkeit in dem Streifenmuster, findet sie das System.
Ist das Spiegelbild an einer Stelle
verzerrt, ist die Oberfläche nicht
perfekt. Rechner und Software liefern dazu die genauen Daten.
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Bei der Fertigung von Teilen
für Automobile, Luft- und
Raumfahrzeuge setzt die Industrie verstärkt auf Rapid-Prototyping-Verfahren. Diese arbeiten mit einem CAD-Modell,
respektive dem Scan eines
realen Gegenstands, das im
Computer einfach verändert
und optimiert werden kann.
Ist das virtuelle Objekt fertig,
materialisiert eine Maschine
den 3D-Prototypen. Um Bleche auch in kleinen Serien von
typischerweise bis zu 200 Stück
herzustellen, eignen sich inkrementelle Umformverfahren besonders gut.
Oberflächentechnologie für Blech
Halle 13
Rapid Prototyping lässt reale
Bauteile direkt vom CAD-Modell
binnen kürzester Zeit entstehen.
hämmern oder -zudrücken. Bei
der hämmernden Variante des
Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung
(IPA) führt ein Roboter einen osInkrementell bedeutet, ein Blech zillierenden Metallstempel in Runin kleinen Schritten zurechtzu- den über das eingespannte Blech.
Surrend arbeitet er so die
Computervorlage schrittweise
und reliefartig heraus. Weder
muss ein Presswerkzeug modifiziert noch ein neues hergestellt werden. Knapp eine
Viertelstunde genügt, um ein
CAD-Objekt von zehn mal
zehn Zentimetern Größe umzusetzen. Die Grenzen des
Verfahrens diktieren die herzustellenden Formen: Es eignet
sich eher für runde Konturen,
während bei eckigeren und
steilen Flanken über 60 Grad das
Tiefziehpressen besser geeignet
ist. So lassen sich auch Serienteile ohne großen Aufwand individuell anpassen. Das Verfahren
wird bereits bei zwei großen Automobilherstellern eingesetzt.
Werkzeugtechnologie für die Blechteilefertigung
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Prozesskontrolle und Qualitätssicherung
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Fortsetzung von Seite 1
MESSEJOURNAL
Collaboration across companies
was The key to the project’s success, as software modellers
worked alongside the producers of
sheet metal manufacturing technology. The companies involved
have a history of co-operation that
has been enhanced by EUREKA.
“EUREKA is a focus, a structured
way of putting a project together.
It binds everybody in the same
time frame and structure in order
to get the work done,” says Zondervan. For the sheet metal bending programme, computer experts
developed a package to simulate
the bending of metal sheets on
screen. “Any problems can be
monitored on screen in 3D images,” says Zondervan. “You still
need a person to handle the product, but all the programming and
simulation is done by a computer
programme. Such automation
makes for faster production lines
and ultimately more competitively-priced products.”
Herzlich willkommen!
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6
EuroBLECH 2006
Eine Zelle für
alle Fälle
Für einen guten Schnitt
Es ist wie mit der Eier legenden Woll-Milch-Sau:
Kunden fordern von Unternehmen einerseits, dass
Standardprodukte global verfügbar zum besten Preis
und in einheitlicher Qualität angeboten werden. Andererseits erwarten sie von den gleichen Unternehmen aber auch, dass sie weltweit in der Lage sind,
technologisch hochwertige und kundenspezifische
Produkte zeitnah und in hoher Variantenvielfalt auch
bei kleinen Stückzahlen zu liefern. Aus dieser Zwickmühle kann nur eine äußerst flexible Montagetechnik helfen.
„Flexibles Walzprofilieren“ setzt neue Maßstäbe
Diese muss in der Produktentwicklung, im Serienlauf, bei kleinen
Stückzahlen sowohl in
der Anlauf- als auch in
der Auslaufphase eines
Produktes gleichermaßen verwendet werden
können, ohne die Produktivität und Qualität
des Produktes zu beeinflussen. Wesentlicher Typenvielfalt und wachKernpunkt ist die Flexi- sende Ansprüche der
bilität der verwendeten Anwender verlangen
Komponenten. Dabei ein höheres Maß an
sollen gleichzeitig die Flexibilität – auch in
Markt- und Technolo- der Montage.
gietreiber für eine flexible Montagetechnik, wie Miniaturisierung, Sicherheit und Zuverlässigkeit, Flexibilität und Zusammenspiel von Mensch und Technik Berücksichtigung finden. Das Innonet-Projekt „Intakt“ entwickelt
eine entsprechende Montage- und Fügetechnik in
einer integrierten Fertigungszelle, mit der es möglich sein soll, feinwerktechnische Produkte mit kurzer Reaktionszeit und minimalen Fertigungskosten
zu montieren.
Die Montagezelle soll weitgehend auf Vorrichtungen
zur Aufnahme der verschiedenen Fügepartner verzichten, eine bildgestützte Positionierung und Zuführung der Bauteile besitzen und eine Vereinheitlichung der Fügetechnik für unterschiedliche Werkstoffe
und Geometrien unter Nutzung präziser und schneller Laserfügeverfahren ermöglichen.
M
ittels Walzprofilieren hergestellte Kaltprofile werden in
nahezu allen Bereichen der Technik eingesetzt. Insbesondere im
Fahrzeug- und Anlagenbau sowie
in der Bauindustrie kommen stabförmige, offene und geschlossene
Stahlprofile mit unterschiedlichsten Querschnittsformen zur Anwendung. Der Bauteilquerschnitt
ist hierbei über der Längsachse
meist konstant, da wirtschaftliche
Herstellverfahren für Bauteile mit
variierenden Querschnitten zumeist fehlen. Derartige Bauteile
sind eingeschränkt nur mit sehr
hohem Aufwand herstellbar. Sie
werden heute entweder durch
mehrstufige Fertigungsprozesse
oder mehrteilig gefertigt. Trotz fehlender wirtschaftlicher Fertigungsmöglichkeiten findet sich für
stabförmige Bauteile mit variierenden Querschnitten aber ein
sehr breites Anwendungsspektrum. Forscher der TU Darmstadt
haben sich deshalb an eine Erweiterung des konventionellen
Profilierens gewagt.
Neben dem Automobilbau werden insbesondere im Schienen-,
Omnibus- und Nutzfahrzeugbau
längsorientierte Strukturbauteile
benötigt, die derzeit meist über
separate Anschluss- oder Knotenelemente gefügt werden müssen.
Durch variable Querschnitte lassen sich belastungsangepasste
Strukturbauteile realisieren, die
Gewicht einsparen und Anschlussbauelemente durch Funktionsintegration substituieren. Neben Strukturelementen im Sinne
der Stahl-Space-Frame-Bauweise
Bei der Herstellung von Kaltprofilen ergeben sich neue
Perspektiven.
finden sich eine Reihe weiterer
Bauteile, die derzeit durch andere, mehrstufige Fertigungsprozesse, wie zum Beispiel das Tiefziehen oder mehrfache Biegeoperationen, hergestellt werden. Analog
hierzu gibt es auch im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der
Bau- und Möbelindustrie ein großes Bauteilspektrum, das sich für
das Walzprofilieren veränderlicher
Querschnitte besonders eignet.
Eine Anlage für die
ganze Familie
Im Rahmen eines EFB-Projekts ist
es den Darmstädter Forschern
gelungen, das so genannte „Flexible Walzprofilieren“ zu entwickeln. Das Verfahren stellt eine
Weiterentwicklung des konventionellen Walzprofilierens dar und
ermöglicht die Herstellung von
Profilen mit veränderlichem
Querschnitt. Der Vorteil im Vergleich zu abbildenden Techniken,
Kein Profil gleicht dem anderen.
Das ist die Herausforderung in der
Planung, Entwicklung und Fertigung.
Machen Sie sich ein Bild
von unseren Profilen
auf der EuroBLECH 2006,
24. bis 28. Oktober in Hannover.
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wie dem Tiefziehen, ist die hohe
Flexibilität bei gleichzeitig niedrigem Investitionsumfang. So ist
es möglich, ganze Profilfamilien
mit einer Anlage herzustellen, da
es sich um einen „NC-Umformprozess“ handelt.
In FE-Simulationen und realen Versuchen konnte die Machbarkeit
des Verfahrens nachgewiesen werden. Die Wahl eines ersten Zielbauteils für die analytischen und
experimentellen Untersuchungen
fiel auf ein U-Profil mit veränderlichem Querschnitt. Entscheidend
für die Realisierung des Verfahrens ist die Werkzeugkinematik
zur Einformung des veränderlichen Querschnitts. Im Vergleich
zum konventionellen Profilieren
kommt hier ein Werkzeugaufbau
mit getrennten Gerüsthälften zum
Einsatz. Beide Gerüsthälften verfügen über je einen translatorischen und rotatorischen Freiheitsgrad.
EuroBLECH 2006
7
Small batches
must be effective
Incremental sheet metal forming
with CNC
The present market situation is
marked by a trend towards an
ever greater variety of product
variants combined with shortening innovation cycles. However
capable the established mass production methods, such as deep
drawing, might be in terms of
meeting requirements for volume
output, reliability and unit cost,
they are distinctly unsuitable
when it comes to satisfying the
need for rapid availability and
cost-effectiveness when manufacturing smaller batches. In this
fact the German Federal Ministry
of Economics and Technology
supports within the Network of
Competence the search for costeffective prototype manufacturing
and one-off production by PROduction TEChnology Aachen.
With its generally low tooling requirements, the technique of incremental sheet metal forming
with CNC machine tools offers a
genuine alternative for the manufacture of small and very small
volumes, without the usual long
setup times and high-cost production facilities.
This makes the technique particularly promising for use in prototyping, the aerospace industry,
and design and architecture. Incremental sheet metal forming
with CNC machine tools is a novel, innovative production method
that, by virtue of its extremely re-
The technique of incremental sheet metal forming with CNC machine tools offers a genuine
alternative for the manufacture of small volumes.
duced dependency on specific
tools, enables flexible low-volume and one-off production at
low cost. The distinguishing feature of the process is that the upper half of the otherwise usual
forming tools, including guideways and blank holders, is replaced by the numerically con-
trolled movement of a simple,
universally deployable forming
head. Depending on the complexity and geometry of the desired component, it only needs a
shaped support, which can be
produced in steel, aluminum,
plastic or even wood, using a simple cutting process, at low cost
and without significant delay. The
numerical code for controlling
the route of the forming head can
be generated from the CAD model using conventional CAM software, a method that normally accommodates subsequent changes
to the component design without
any problem.
PERO-Reinigungsanlagen: Kompakt-Durchlauf-Anlage KDA 50 WST und
Vakuum-Anlage V2 Universal
Natürlich: Absolute Sauberkeit ist ein hoher Anspruch. Die PERO AG hat für
höchste Reinheits-Ansprüche die richtigen Lösungen. Egal, ob es um die
Entfettung von Teilen in einer Fertigungslinie geht, oder Þligrane Teile
klinisch rein sein müssen.
Als Alleskönner in der Linie präsentiert PERO die
Kompakt-Durchlauf-Anlage KDA 50 WST.
Die Anlagen dieser Baureihe reinigen, spülen und trocknen. Sie
kommen mit wenig
Platz aus.
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ist der Name Programm: Die
Anlagen dieser Baureihe lassen
sich wahrhaft universell einsetzen. Sie
arbeiten mit allen gängigen Lösemitteln – CKW,
KW´s und modiÞzierten Alkoholen. Damit sind diese
Anlagen extrem zukunftsicher. Durch Voll-Vakuumtechnik
werden Reinigungs- und Destillations-Prozesse bei niedrigeren
Temperaturen Teile und Lösemittel schonend durchgeführt.
d
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Halle 13, Stand E34
EuroBLECH 2006
8
Genau das rechte Profil
Neue Verarbeitungsstrategie soll Ausschuss minimieren
B
ei der Herstellung profilförmiger Massenprodukte ist das
Walzprofilieren als ein hochproduktives Verfahren in der Industrie etabliert. Durch Walzprofilieren werden etwa acht Prozent der
jährlichen Weltstahlproduktion zu
Kaltprofilen verarbeitet. Das entspricht etwa 80 Millionen Tonnen. Aktuell werden Zuwachsraten von jährlich etwa sechs Prozent festgestellt. Es gibt kaum
noch Bereiche in der metallverarbeitenden Industrie, in der Kaltprofile nicht vorteilhaft einsetzbar sind – solange es nicht um höher- oder höchstfeste Stähle geht.
Um eben dieses Problem zu lösen,
hat die TU Darmstadt ein entsprechendes Projekt gestartet.
Ziel ist es, prozesssichere Verarbeitungsstrategien zu entwickeln.
Hierbei soll eine hohe Maßhaltigkeit der Profile gewährleistet
werden, die auch bei auftretenden
Schwankungen von Blechdicken
und Werkstoffeigenschaften eingehalten wird. Dazu müssen die
Einflussparameter auf die Rückfederung von Blechen ermittelt
werden. Die Entwicklung, Konzeption und Konstruktion eines
definiert verstellbaren und ansteuerbaren Kalibiergerüstes ist
ebenso notwendig wie die Online-Erfassung des Profilquerschnitts während des Einformprozesses. Und schließlich muss
eine adaptive Regelung gefunden
werden.
Die Bedeutung der einzuhaltenden
Maßhaltigkeit für Profile, die zum
Beispiel in modernen Fahrzeugkarosserien eingesetzt werden
sollen, ist hierbei durch die kleiner gewordenen Gesamtfahrzeugtoleranzen stark angestiegen.
Bei der Maßhaltigkeit von Kalt-
Maßgenauigkeit der Profile deutlich bemerkbar. In heutigen Walzprofilieranlagen werden hierbei
erst nach der letzten Umformstufe, also am Endprofil, die geforderten Maßtoleranzen überprüft.
Teure Stichproben
Forscher versuchen, die Kaltprofilherstellung auch für höher- und höchstfeste
Stähle nutzbar zu machen.
walzprofilen spielen in der Regel
neben den Abweichungen der
Nennmaße die Geradheit und die
Verdrillung sowie eine mögliche
Welligkeit der Profile beim Austritt
aus der Maschine eine wichtige
Rolle. Die Verarbeitung höherund höchstfester Stähle stellt insbesondere hinsichtlich der Erreichung definierter Biegewinkel eine Herausforderung dar. Eine definierte Maßhaltigkeit ergibt sich
im Wesentlichen aus den Maßabweichungen und den Güteeigenschaften des Vormaterials,
aber auch aus den Einflüssen der
Genau in der Spur
Ein Roboterauge prüft im Karosseriebau
Bei der Montage von Karosserieteilen muss im Fahrzeugbau alles
haargenau passen. Damit die Qualität stimmt, haben Forscher der
Fachhochschule Gießen-Friedberg
eine neuartige Lösung gefunden.
Das System überprüft den Messabstand des Spalts, der zwischen
dem beweglichen Funktionsteil
und dem tragenden Rahmen entsteht. Zum Einsatz kommt dabei
ein Industrieroboter, dessen Bewegung beim Abfahren des jeweiligen Spaltes mit einem Scanner durch eine Stereokamera gesteuert wird.
Es sind vor allem zwei Messgrößen, die bei der Kontrolle interes-
Umformbedingungen und der
Querschnittsgestaltung. Beim Ablängen auf die gewünschte Profildimension kann die Maßhaltigkeit nur innerhalb eines relativ
großen Toleranzfeldes gewährleistet werden.
Maß halten fällt schwer
Bei höher- und höchstfesten Stählen sind die Anforderungen an die
Maßhaltigkeit nur mit deutlich
größerem Aufwand zu erreichen
als bei der Verwendung weicherer Tiefziehgüten. Mit steigender
Festigkeit des verwendeten Materials nimmt die während des
Einformprozesses eingebrachte
Energie im Profil zu. Diese äußert
sich in Form von größeren Eigenspannungen, die zu deutlichen
Rückfederungserscheinungen führen. Als weitere Problematik
kommt die Auswirkung von Chargenschwankungen des eingesetzten Materials hinzu. Diese
sind bei hoch- und höchstfesten
Stählen derzeit noch ausgeprägter
als bei Güten mit niedriger Festigkeit und machen sich hinsichtlich der geometrischen Form- und
Zur Quantifizierung der Maßhaltigkeit werden zumeist Stichproben manuell vermessen, oder es
wird ein Profilquerschnitt abgetrennt, um die Maßtoleranzen an
einem Profilprojektor zu überprüfen. Diese Art der Qualitätskontrolle hat als weiteren Nachteil, dass Produktionsfehler erst
zu einem späten Zeitpunkt des
Prozesses erkannt werden können, so dass mit einem großen
Ausschuss zu rechnen ist. Des
Weiteren führt diese Vorgehensweise zu aufwändigen und zeitintensiven Korrekturmaßnahmen,
wie zum Beispiel dem notwendigen Nacharbeiten und Auswechseln einzelner Rollenwerkzeuge.
Diese Prozedur ist mit erheblichen Kosten verbunden. Bei der
derzeitigen Art der Profilherstellung ist während des Einformprozesses keine Aufnahme von
Maßhaltigkeits-Kennwerten, wie
Biegewinkeln, Biegeradien, Blechdicken und Sektionslängen, möglich. Insbesondere die Auswirkung
der Rückfederungseffekte zwischen den einzelnen Umformstufen und am Profilauslauf ist somit nur unzureichend erfassbar.
Aus diesen Gründen verspricht
eine kontinuierliche Qualitätskontrolle und -beeinflussung während des stufenweisen Einformprozesses ein großes Potenzial
sowohl zur Verbesserung der
Maßhaltigkeit als auch zur Steigerung der Produktivität.
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der neuesten Pressen- und Werk- LT hat einen um 90 % verlängerten
Werkzeugtisch und um ein Vielsieren: „Gap“ meint dessen Brei- zeugtechnologie von Feintool.
faches vergrößerte, hydraulisch akte und „Flush“ den Versatz der
tive Flächen. Dieses innovative und
Ebenen auf beiden Seiten des Spalflexible Pressenkonzept eröffnet
tes. Um diese Werte exakt zu beneue Horizonte in der Werkzeugstimmen und um zu ermitteln, ob
sie die Normvorgaben des Autokonstruktion und bietet dank dem
mobilproduzenten erfüllen, muss
hohen Ausstoß eine wesentliche
man die Rundung der Bleche in die
Senkung der Stückkosten.
Vertiefung hinein vermessen.
Halle 27, Stand H33
EuroBLECH 2006
10
Not macht erfinderisch
Mit Feuer gegen
Rost
Mit DRW-Schweißen aus der Kostenfalle
Mit dem Hochtemperaturverzinken wurde ein
Verfahren entwickelt, das
noch geringere Schichtdicken als herkömmliche
Verfahren ermöglicht –
und damit auch ein geringeres Gewicht. Das Mit Temperaturen über
Feuerverzinken ist im Be- 560 Grad Celsius lässt
reich Korrosionsschutz sich der Korrosionsdas wichtigste Verfahren. schutz verbessern.
Fast jedes Automobil ist
heute mit feuerverzinkten Teilen ausgestattet. Dies
gilt vor allem für Bleche und Komponenten des Unterbodenbereichs. Eine Verzinkerei hat das Verfahren
zur Hochtemperaturverzinkung entwickelt. Durch
Temperaturen von 560 bis 620 Grad Celsius verändert sich der Aufbau der Legierungsschichten: Es
kommt zu einem homogenen Schichtwachstum, das
weitgehend unabhängig von der Zusammensetzung
des behandelten Stahls ist. Die Oberfläche zeichnet
sich durch eine hohe Mikrohärte aus. Dies führt zu
deutlich verbesserter Verschleiß- und Abriebfestigkeit.
Die höheren Temperaturen bedingen auch eine niedrigere Viskosität der Schmelze. Dadurch läuft sie
besser ab und ermöglicht den Schutz selbst feinster
Geometrien oder Hohlräume komplexer Bauteile.
G
etreu der alten Binsenweisheit
„Not macht erfinderisch“ kamen US-Ingenieure eines Herstellers von Kraftstoffsystemen bei Fertigungsproblemen auf eine geniale Idee. Das Ergebnis ist das so
genannte Deformations-Widerstandsschweißen (DRW). Das in
Deutschland noch nahezu unbekannte Verfahren könnte das Verschweißen von Rohren mit Bauteilen jeder Art revolutionieren.
Das Funktionsprinzip des Deformations-Widerstandsschweißens:
Im Falle einer Längsverbindung
von Rohren mit einem geringeren
Außendurchmesser-Unterschied
wird das Rohr mit dem größeren
Durchmesser am Rand mit einem
Flansch versehen, der eine flache
Oberfläche bildet. Das Rohr mit
dem kleineren Durchmesser wird
mit einem Stauchwerkzeug rundherum mit einer Außenbördelung
Beim Grübeln über ein anderes Problem kamen Ingenieure nebenbei auf das so genannte DRW-Schweißen.
versehen. Die durch Stauchung erzeugte Bördelung bildet beim Ineinanderschieben der Rohre eine
Ansatzfläche für den Flansch des
anderen Rohrs. Auf der BördelungFlansch-Verbindung rund um die
Rohre werden Ringelektroden platziert. Diese Elektroden erzeugen
durch Hitze und Druck eine leckdichte Widerstandsverschweißung
der beiden Rohre. Die Elektroden
sind so ausgelegt, dass die Rohrpaare während des Schweißvorgangs in ihrer Achse gedreht werden können, so dass eine effektive
Festkörperverbindung entsteht.
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Handling ohne Pause
Demag-Kran arbeitet im Stahlhandel rund um die Uhr
In der Hamburger Zweigniederlassung der Blume Stahlservice GmbH hat ein Zweiträger-Laufkran von Demag Cranes & Components das Handling von Stahlblechen übernommen. Neben einem sanften
„Umgang“ mit den schweren Tafeln ist vor allem eine hohe Verfügbarkeit des Krans gefragt,
der jeden Tag 24 Stunden lang
im Dauereinsatz arbeitet.
Die 1955 gegründete, heute auf den
Absatz von Flachprodukten aus
Stahl spezialisiert Blume Stahlservice GmbH, Mülheim, ist eine Tochtergesellschaft von Corus plc., London, einem der weltweit größten
Stahlunternehmen. An den vier
deutschen Standorten Hamburg,
Mülheim, Stuttgart und Zwickau erreicht Blume eine Umschlagleistung
von rund 400.000 Tonnen im Jahr.
Hinsichtlich der Kunden sind die
Standorte an der jeweils dort ansässigen Industrie ausgerichtet. So ist
beispielsweise die Zweigniederlassung Hamburg besonders auf Werften, wie Blohm & Voss, und die
Windkraftindustrie spezialisiert. Der
von Demag Cranes & Components
an Blume gelieferte Zweiträger-Laufkran ist mit einer Tragfähigkeit von
unterbrochen Handling-Aufgaben
an. Dazu trägt auch ein erheblicher
Sortieraufwand bei, der rund 80 Prozent der eingelagerten Bleche betrifft. Denn die im Hamburger Lager
liegenden Tafeln im Gewicht von
durchschnittlich 15.000 Tonnen
können aufgrund ihrer unterschiedlichen Abmessungen nicht
sortenrein gestapelt werden. Um die
benötigte hohe Verfügbarkeit nach-
zweimal zehn Tonnen ausgestattet.
Seine Magnettraverse war schon
vorher vorhanden und musste übernommen werden. Sie hat eine Tragkraft von zweimal acht Tonnen. Die
beiden Laufkatzen des Krans können
wahlweise zusammen oder einzeln
angesteuert werden. Um ein sanftes Anfahren und Abbremsen zu gewährleisten und so ein zu starkes
Pendeln der sehr großen Platten zu
verhindern, werden die Kran- und
Katzfahrmotoren über Frequenzumrichter geregelt. Die wichtigste
Forderung von Blume zielte auf eine hohe Verfügbarkeit des Zweiträger-Laufkrans. Das war laut Aussage von Blume auch der Hauptgrund,
sich für Demag als Lieferanten zu
entscheiden, zumal das Unternehmen gute Referenzen im Stahlhandling vorweisen konnte. Denn
der Kran wird als Herz der Gesamtanlage im Drei-Schicht-Betrieb rund
um die Uhr benötigt, unter anderem zum Entladen von Bahnwaggons. Abgesehen davon benötigt
Blume ohnehin eine hohe Krankapazität, weil er die Stahlbleche nicht
nur ein- und auslagern, sondern das
Gros von ihnen auch teilen muss.
Das heißt, die Tafeln werden im angeschlossenen Bearbeitungszentrum im Brennschneidverfahren
nach Kundenwunsch zugeschnitten. Insofern fallen praktisch un-
Umschaltung von der einen auf die
andere Steuerungsart nicht über einen Schalter, sondern indem der
Kranführer in der Kabine die entsprechenden Kontakte umsteckt.
Beim Steuern des Krans über Funk
darf der Bediener das Lager betreten.
Zwischen den Platten gibt es Gänge,
in denen er in sicherem Abstand zur
Last stehen kann. Die Kabinensteuerung ist zum Beispiel vorzuziehen, wenn Lkw mit bis zu 17 Tonnen schweren Lasten beladen werden sollen. Von oben kann der Kranführer in das Fahrzeug sehen und die
Last genau ausrichten. Hierbei
kommt es wegen der Ladungssicherung auf eine millimetergenaue
Positionierung an.
Sicherheit hat für den Betreiber sowieso höchste Priorität, da der Corus-Konzern für alle Tochtergesellschaften die weltweit höchsten Sicherheitsstandards vorschreibt. Deshalb war es für Blume Stahlservice
auch selbstverständlich, dass alle betroffenen Mitarbeiter eine Kranhaltig abzusichern, wird Blume vo- führerschulung durchlaufen.
raussichtlich einen Wartungsvertrag
mit Demag abschließen. Gesteuert Sie finden uns
wird der Kran wahlweise aus einer auf der Euroblech
Kabine oder via Funk vom Flur aus. in Halle 14
Aus Sicherheitsgründen erfolgt die Stand H 07
EuroBLECH 2006
11
Wehe, es ist ’ne Schraube locker
Einseitiges Verbinden von Alu-Halbzeugen optimiert
E
ine Herausforderung für die Fügetechnik sind nur einseitig zugängliche Fügestellen. Inwieweit
loch- und gewindeformende
Schrauben die Probleme lösen
können, wurde innerhalb eines
Forschungsprojektes ermittelt, an
dem auch das LWF-Labor der Uni
Paderborn beteiligt war. Nicht zuletzt unter dem Gesichtspunkt hoher Recyclingquoten für Altfahrzeuge erfahren die Fügetechniken
eine neue Betrachtungsweise.
Denn die Altauto-Richtlinie fordert von der Automobilindustrie,
einen großen Teil des Fahrzeuggewichtes stofflich zu recyceln.
Der zentrale Aspekt für die Auswahl einer Fügetechnik beim Einsatz profilintensiver Strukturen ergibt sich durch die einseitige Zugänglichkeit bei Verbindungsaufgaben mit einem geschlossenen
Profil. Eine alternative Lösung gegenüber dem Blindnieten ist die
Verwendung von loch- und gewindeformenden Schrauben.
Ebenso wie beim Blindnieten wird
auch beim Einsatz dieser Schrauben nur eine einseitige Zugänglichkeit zur Fügestelle benötigt.
Darüber hinaus entfallen die Vorlochoperationen, welche beim
Blindnieten Kosten für das Lochen
wie auch für das Fixieren der Bauteile und das Positionieren der
Werkzeuge verursachen.
Die Problematik beim Verbinden
dünner Bleche mittels Schrauben
liegt in dem geringen Werkstoffvolumen, in welchem das Gewinde eingebracht werden kann. Daher wurden in diesem Vorhaben
loch- und gewindefurchende
Dünnblechschrauben eingesetzt,
die in der unteren Blechlage einen
Durchzug ausformen, der eine
Höhe bis zur dreifachen Blechdicke aufweisen kann. Ein Vergleich
der untersuchten Verfahren zeig-
Nur einseitig zugängliche Fügestellen
sind ein Schwachpunkt. Hier können
sich Schrauben
leicht lösen.
te, dass die Schraubtechnik sowohl elementar als auch in Verbindung mit dem Kleben nicht nur
unter Scherzug-, sondern auch un-
ter Kopfzugbelastung vergleichbare Verbindungsfestigkeiten ermöglicht. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, das große Po-
tenzial der loch- und gewindeformenden Schrauben für das Verbinden von Aluminiumwerkstoffen
aufzuzeigen.
Wir halten das Geschäft unserer Kunden in Bewegung.
Erfolg hat, wer seine Fertigungsprozesse schnell und effizient gestaltet. Ein
entscheidender Erfolgsfaktor sind Krane und fördertechnische Komponenten
von Demag Cranes & Components. Mit Tempo und Effizienz, kompromissloser Qualität und intensivem Monitoring optimieren wir Wertschöpfungs-
ketten, stellen die Lieferfähigkeit sicher und bieten durch lückenlosen Service
ein Höchstmaß an Investitionssicherheit und Wirtschaftlichkeit.
Sie finden uns auf der Euroblech in Halle 14, Stand H07.
ERFOLGSFAKTOR
Demag Cranes & Components GmbH · phone +49 (2335) 92-2922 · [email protected] · www.demagcranes.de
EuroBLECH 2006
Pressenbau unter Druck
Das große Los
für die Niete
D
ie Branche der Blechbearbeitung
steht vor großen Herausforderungen. Kostendruck und Produktvielfalt
verlangen, dass Maschinen und Anlagen flexibler werden und einen höheren Automatisierungsgrad erhalten
müssen. Die Entwicklung der Sparte
Pressenbau war schon immer eng mit
Das klassische Nieten verlor in den
vergangenen Jahrzehnten konsequent an Bedeutung und wäre ohne den Trend hin zur SandwichBauweise wohl in der Versenkung
verschwunden. Die Notwendigkeit,
Teile aus unterschiedlichen Werkstoffen zu verbinden, verschafft der
Niete eine Renaissance.
Auf der Kippe stand das Nieten
auch im Rahmen des vom BMBF
und der Forschungsvereinigung
Stahlanwendungen e. V. geförderten Verbundforschungsprojektes
„Esiecar“. Es ging um eine neue
modulare Wagenkastenbauweise
für Schienenfahrzeuge. Das hier
verfolgte Konzept basierte auf einer
Der anhaltende Trend, Teile aus
unterschiedlichen Werkstoffen
zu verbinden, verschafft der Niete ein Comeback.
rationell und flexibel herstellbaren
Skelettstruktur mit schnell montierbaren Verbindungselementen
sowie auf einer gezielten Kombination von verschiedenen Komponenten aus kostengünstigen Halbzeugen. Schweißverbindungen weisen vergleichbare Festigkeitswerte
wie der Grundstoff aus und liegen
somit höher als jene einer reinen
Nietbverbindung. Allerdings sind
beim Schweißen großflächiger Bauteile teure Spannmittel nötig.
Der Weg zur Lösung des Problems
war nahe liegend – ein Verfahren,
das die Vorteile der beiden Fügetechniken vereint: hohe Festigkeitswerte und eine genaue und
schnelle Fixierung sowie Montage
großflächiger Bauteile ohne aufwändige Spanntechnik. Bei diesem
Kombi-Verfahren von Laserschweißen und Nieten werden zuerst die
Einzelbleche und -profile auf Flachbettanlagen lasergeschnitten und
lasergelocht, dann durch Nieten
verbunden. Das Nieten übernimmt
dabei die Funktion des verwechslungssicheren Anliegens und des
spaltfreien Spannens der Bleche.
13
der Entwicklung in der Automobilindustrie verknüpft. Die Entwicklung der
Transferpressen, die Mechanisierung
von Pressenstraßen, der Bau von Großteil-Saugertransferpressen für die Seitenwandproduktion und die Markteinführung der Kompaktsaugerpressen
sind nur einige Beispiele für die enge
Technologie-Symbiose zwischen Automobilindustrie und Pressenherstellern.
Dabei stehen nicht nur die großen Karosseriewerke im Fokus, sondern auch
die Medium- und Small-Part-Produktion. Deren Produktionsanteil im Karosseriebau liegt aktuell bei rund 70 Prozent.
Stellenmarkt
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Richten: Formteile in Handarbeit richten und
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Messbänken überprüfen
Bearbeiten: zum Beispiel händisches Entgraten
von Guss- und Presswerkskomponenten,
Montage, Komplettierung von Baugruppen
Logistik: Verpackung nach Kundenrichtlinien,
Zwischenlagerung und Lieferung auf Abruf –
just in time