Inhalte der Online-Ausgabe 10-2023

Potenziale durch Digitalisierung in der Umformtechnik

M. Liewald – Institut für Umformtechnik (IFU), Universität Stuttgart

Liebe Leserinnen und Leser, die menschzentrierte Produktion hat sich zu einem zentralen Ansatz entwickelt, der auch die Zukunft der Montage maßgeblich prägen wird. Angesichts des wachsenden Einsatzes von Robotik und Automatisierungssystemen in Verbindung mit Industrie 4.0-Ansätzen ist die Integration des Menschen in den Produktionsprozess von entscheidender Bedeutung und darf keinesfalls außer Acht gelassen werden. Die menschzentrierte Montage ist dabei mehr als ein Schlagwort; sie ist ein wegweisender Ansatz für die Zukunft der industriellen Fertigung. Indem wir die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in den Fokus rücken und ihre Fähigkeiten optimal mit modernen Technologien kombinieren, eröffnen sich neue Möglichkeiten für eine effiziente, flexible und ressourcenoptimierte Montage. S. 383

Einsatz von ML beim Scheren im offenen Schnitt

M. Görz, A. Schenek, M. Liewald, K. R. Riedmüller – IFU, Universität Stuttgart

Die Qualität der durch Umform- und Schneidprozesse hergestellten Bauteile wird durch schwankende mechanische Eigenschaften des verwendeten Blechmaterials beeinflusst. In dieser wissenschaftlichen Veröffentlichung wird eine neuartige, auf maschinellem Lernen basierende Methode zur Inline-Bestimmung von Werkstoffkennwerten vorgestellt. Diese soll es erlauben, die mechanischen Kennwerte direkt aus den im offenen Schnitt gemessenen Schneidkraftverläufen zu ermitteln. S. 384

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-6

Kontrolle und Identifizierung von Pressteilen im freien Fall

T. Deliktas, M. Liewald, P. Clauß; T. Schmid-Schirling, I. Kuntz; M. Feurer, G. Dimitropoulos; F. Wientapper; F. Räuchle – IFU, Uni Stuttgart; Fraunhofer Institut für Physikalische Messtechnik IPM, Freiburg; Sotec GmbH & Co KG, Ostelsheim; Visometry GmbH, Darmstadt; Winning CoFo – Räuchle GmbH, Dietenheim

Am Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart wurde eine automatisierte Messanlage in eine Kaltmassivumformungs-Produktionslinie integriert. Das Projekt zielt darauf ab, Bauteile durch einen digitalen „Fingerabdruck“ zu identifizieren, Prozess- und Bauteildaten zu erfassen und sie mit individuellen Pressteilen zu verknüpfen. Die Schlüsselkomponente ist eine Prüfkugel des Fraunhofer IPM, die während des freien Falls des Pressteils Fotos aufnimmt und sie für Kontrolle, Identifikation und Fehlererkennung nutzt. S. 389

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-11

Prozesssteuerung durch den Retrofit einer Spindelpresse

N. Doede, M. Kriwall, M. Stonis, B.-A. Behrens – IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH

In dem Forschungsprojekt „AutoPress“ streben das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH und die Jobotec GmbH gemeinsam die Entwicklung einer automatisierten Prozesssteuerung von Spindelpressen an. Durch den Retrofit und die Anwendung eines Optimierungsalgorithmus sollen der Energiebedarf gesenkt und die Bauteilqualität gesteigert werden.beit an einem herkömmlichen Laptop mit Nutzenden bewertet. S. 395

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-17

Einrichtassistenzsystem für Transferpressen

R. Krimm, J. Scheu; L. Hinz, M. Nagel – Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM); Institut für Mess- und Regelungstechnik (IMR), Leibniz Universität Hannover, Garbsen

Bei mehrstufigen Umformprozessen interagieren diverse Einflüsse auf die Qualität erzeugter Werkstücke. Wiederanläufe nach Fertigungsunterbrechungen sind eine erhebliche Herausforderung. Bediener nutzten dabei implizites Wissen für erfahrungsbasierte Nachjustierungen, ohne dass die eigentliche Ursache in jedem Fall bekannt ist oder direkt behoben werden kann. Der Vorgang entzieht sich bislang der Simulation. Das hier skizzierte neue Forschungsvorhaben schafft Abhilfe. S. 401

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-23

KNN-Entwicklung in der Halbwarmumformung

D. Vasquez Ramirez, H. Wester, J. Uhe, B.-A. Behrens – IFUM, Leibniz Universität Hannover, Garbsen

Die numerische Abbildung thermomechanischer Umform­prozesse erfordert hohe Rechnerleistungen. Diese können durch die Kombination von FE-Simulationen und künstlichen neuronalen Netzen (KNN) reduziert werden, insbesondere bei Prozessen, die eine Umformung und Wärmebehandlung umfassen. Es wird die Entwicklung eines KNN vorgestellt, mit dem die Materialeigenschaften einer EN AW7075 T6- Legierung nach kathodischer Tauchlackierung in Abhängigkeit von der Umformhistorie vorhersagt werden können. S. 407

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-29

Prozessoptimierung mittels Inline-Geometriemessung

P. Kern, L. Hinz, M. Kästner, E. Reithmeier; S. Blankemeyer, C.-V. Ince, A. Raatz; B.-A. Behrens, K. Brunotte, J. Uhe – IMR; Institut für Montagetechnik (match); IFUM, Leibniz Universität Hannover, Garbsen

Digitalisierung und Automatisierung bieten in der Warmmassivumformung großes Potenzial, die Ausbringung effizient zu steigern, Ausschuss zu verringern und den Energiebedarf zu reduzieren. In diesem Beitrag werden am Beispiel der Tailored-Forming-Prozesskette neue Ansätze zur Inline-Geometrievermessung von Werkzeugen und Bauteilen vorgestellt, aus denen einerseits Regelparameter für vor- und nachgeschaltete Prozesse und andererseits digitale Ersatzmodelle abgeleitet werden. S. 413

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-35

Big Data in der Massivumformung

E. Ortlieb, F. Müller, S. Peddinghaus, J. Peddinghaus, H. Wester, M. Rothgänger, K. Brunotte; M. Huber; H. Monke, J. Raible, M. Huber – IFUM, Leibniz Universität Hannover; Universität Stuttgart, Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF; Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart

Die Erfassung von Daten während des Schmiedeprozesses ist derzeit eine große Herausforderung. Daher wird in diesem Beitrag ein universell einsetzbares System zur Messung und Erfassung von Halbzeug- und Werkzeugtemperaturen, Schmiedekräften und dem Stempelhub vorgestellt. Anhand eines exemplarischen Demonstratorprozesses wird aufgezeigt, wie 10 kHz hochauflösend aufgezeichnete Daten eines einzelnen Hubs sowie einer ganzen Schmiedeserie für weitere Analysen genutzt werden können. S. 419

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-41

Erfassung von Pressen­ver­formungen mit Radarsensoren

A. Alimov, S. Härtel, J. Buhl; M. Gardill, M. Knaack – Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Fachgebiet Hybride Fertigung; Fachgebiet Elektronische Systeme und Sensorik

Aktuelle Trends in der Umformtechnik zeigen einen zunehmenden Automatisierungsgrad und eine steigende Anforderung an die Genauigkeit der Schmiedestücke. Während des Umformprozesses treten hohe Kräfte auf, die zu einer deutlichen Verformung der Umformmaschine führen. Dies wird in der Regel bei der Prozessauslegung nicht berücksichtigt. Dieser Beitrag widmet sich der Untersuchung des Einflusses der elastischen Verformung der energiegebundenen Umformmaschine auf Prozessparameter und Defektbildung beim Warmschmieden. S. 425

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-47

Kaltumformung von meta­stabilem Cr-Ni-Cu-Stahlguss

N. Lehnert, J. Steger, V. Kräusel; P. Nitzsche; M. Wendler – Fraunhofer-­Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz; Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Werkstofftechnik; Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Eisen- und Stahltechnologie

Angesichts der aktuellen Energiepreisentwicklung ist die Gestaltung effizienter Fertigungsstrategien unabdingbar. Die Anwendung von Verfahren der Kaltumformung in Kombination mit metastabilen austenitischen Cr-Ni-Cu-Stahlgusswerkstoffen kann zur wirtschaftlichen Fertigung von Konstruktionselementen des Maschinenbaus beitragen. S. 432

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-54

Zyklische Scherprüfung metallischer Folien

C. Karadogan, M. Beck, P. Cyron, K. R. Riedmüller, M. Liewald – IFU, Universität Stuttgart

Die Bemühungen zur Emissionsreduktion in den Bereichen Energie und Mobilität führen zu einer steigenden Nachfrage nach geformten Bauteilen aus dünnen Metallfolien. Die Herstellung und Auslegung solcher Komponenten gestalten sich als äußerst anspruchsvoll. Herkömmliche Charakterisierungsversuche für die digitale Auslegung dieser Bauteile stoßen an ihre Grenzen. Daher wird in diesem Kontext ein innovativer Versuchsaufbau für den zyklischen Scherversuch vorgestellt, der die strukturelle Stabilität der Probe erhöht und eine Modellierung des Verfestigungsverhaltens ermöglicht. S. 438

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-60

Sphärisches Polygon-Formen

P. Müller, S. Hübner, H. Wester, J. Jepkens, B.-A. Behrens; S. Wehrmann – IFUM, Leibniz Universität Hannover; Deharde GmbH, Varel

Das Polygon-Formen großer Strukturbauteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie bringt zahlreiche Vorteile im Vergleich zu konventionellen Umformverfahren mit sich, wie geringere Materialbelastungen und weniger Vor- und Nachbearbeitungsschritte. Diese Technologie wurde jedoch bisher lediglich für die Herstellung zylindrischer oder konischer Rumpfsegmente eingesetzt. In dieser Arbeit soll das Polygon-Formen für die Herstellung sphärischer Segmente erweitert werden. S. 444

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-66

Einordnung des Leichtbau­grades von Fügeverfahren

T. Götz; M. Schneider – Fraunhofer IPA, Stuttgart; Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien Offenburg

Im Automobilbau bietet der Einsatz der Multimaterialbauweise ein signifikantes Potenzial zur Gewichtsreduktion. Zugleich erfordert diese Bauweise eine große Anzahl von Fügeverfahren für die Verbindung der unterschiedlichen Werkstoffe und Werkstoffklassen. Dabei muss eine Vielzahl an konstruktiven und materialseitigen Anforderungen berücksichtigt werden. Um in diesem Auswahlprozess den Aspekt des Leichtbaus beim Fügeverfahren selbst systematisch zu integrieren, wurde eine Methodik entwickelt, welche die Fügeverfahren im Hinblick auf ihr jeweiliges Leichtbaupotenzial bewertet. S. 450

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-72

Entscheidungsfaktoren der Produktionsnetzwerkkonfiguration

G. Steier, A. Heusch, J. Voigt, M. Benfer, G. Lanza – Karlsruher Institut für Technologie (KIT), wbk Institut für Produktionstechnik

Globale Produktionsnetzwerke von Industrieunternehmen haben sich infolge von vielfältigen strategischen Motiven über Jahrzehnte weiterentwickelt. Diese Motive können sowohl klar quantifizierbar als auch eher qualitativer Natur sein, wie etwa der Zugang zu Fachkräften und Kompetenzen. Es stellt sich die Frage, welche Entscheidungsfaktoren zur Bewertung, Gestaltung und Optimierung von Produktionsnetzwerken für die Unternehmenspraxis von Relevanz sind. Dieser Beitrag zeigt die Ergebnisse einer Reihe von Experteninterviews und gibt somit eine Antwort auf die genannte Fragestellung. S. 457

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-79

Kollaborative Umsetzung von As-a-Service-Geschäftsmodellen

D. Dörr, S. Rieck; F. Fluhre – Fraunhofer IPA, Stuttgart; Michael Weining AG, Tauberbischofsheim

Der Erfolg von Geschäftsmodellen hängt davon ab, wie sich ein Leistungsangebot am Markt durchsetzt und wie es von den Kunden nachgefragt wird. Diese Nachfrage kann nur in der Interaktion mit realen Kunden nachgewiesen werden. Um ein Geschäftsmodell möglichst schnell auf den Markt zu bringen und damit agil anpassen zu können, müssen sich interne und externe Kompetenzen ergänzen. S. 463

doi.org/10.37544/1436-4980-2023-10-85