Report The objectives cost reduction, competitiveness, conservation of resources and climate protection must be seen in one context in the future. To this end, it is necessary to scrutinise each sector in which resources are consumed with the aim of discovering reduction potentials. Both the metal working industry as well as the forging branch are characterised by high consumption of materials and energy. The Industrieverband Massivumformung e. V. (German Industry Association of Forging), the Labor für Massivumformung (LFM-Laboratory for forging) and several companies have concentrated their efforts on the topics energy and materials reduction in three sponsored projects in order to determine and exploit the potentials for hot forging. Cross-sectoral projects for reducing energy and material consumption in the forging processes. Energy Potentials in Hot and Cold Forging Die Branche Massivumformung mit ihren ca. 120 meist mittelständischen Unternehmen (schwerpunktmäßig massivumgeformte Stück - güter für die Automotive-Industrie) verarbeitet jährlich die im Folgenden dargestellten Stahl - mengen und benötigt für die Pro zess wärme die angegebenen Energiemengen (Tabelle 1). Diese riesigen Energiemengen werden nur in sehr geringem Umfang einer weiteren Nut zung zugeführt, sie werden schlichtweg in die Um - gebung abgeführt. Die bei der Strom er zeu gung für die benötigte Erwärmungsenergie freigesetzte CO2-Menge ist in Tabelle 2 dargestellt. Aus wirtschaftlicher, energetischer- und um - weltpolitischer Sicht ist die geschilderte Si tu - ation nicht akzeptabel. Das Thema einer maßgeblichen Nutzung der Prozessabwärme ist für die Branche Massivumformung von nach hal ti - ger Bedeutung. Derzeit ist kein System verfügbar, mit dem industrielle Ab wärme, wie sie in der Massivumformindustrie entsteht, prozesssicher und wirtschaftlich in mechanische- oder elektrische Energie umgewandelt werden kann. Auch eine effiziente Rückführung der Prozess - wärme in den Pro zess ist nicht gelöst. Weiter hin zeichnen sich die oben genannten Prozesse der Massivum formung verfahrensbedingt durch einen hohen Materialüberschuss aus, was bedingt durch den hohen Energieanteil für die Stahler zeu gung zu weiteren Energie ver lus ten führt. Ziel des Projekts ist es, den Primär ener gie - bedarf und die CO2-Emission bei der Her stel - lung von Umformteilen zu senken. Der Pro - jektansatz sieht vor, dass die gesamte Energie - 16 Schmiede-Journal März 2010 Querschnittsprojekte zur Energie- und Ma teri al redu zierung bei Mas siv um form pro zessen Ener gie poten ziale in der Mas siv u m formung Prof. Dr.-Ing. Rainer Herbertz, Dipl.-Ing. Rainer Labs und Dr.-Ing. Markus Langejürgen, Iserlohn Die Ziele Kostenreduzierung, Wettbe werbs fähigkeit, Ressourcen schonung und Klimaschutz müssen zukünftig im Zusam menhang gesehen werden. Hierbei gilt es, jeden Bereich, der Ressourcen verbraucht, zu betrachten und nach Reduzierungs po tenzialen zu suchen. Hoher Material - einsatz und großer Energieverbrauch kennzeichnen die metallverarbeitende Industrie, so auch die Branche Massiv - umformen. Der Industrieverband Massivumformung e. V., das Labor für Massivumformung (LFM) und mehrere Firmen greifen in drei geförderten Projekten die Themen Energie- und Ma te ri alreduzierung gezielt auf, um da durch die Potenziale für die Warm massivumformung zu erarbeiten und zu nutzen. bilanz von der Stahlerzeugung bis zum fertigen Schmiedeteil berücksichtigt wird. Zur Lösung der geschilderten Situation sind die folgenden Schritte vorgesehen: 1. Materialreduzierung 2. Steigerung der Energieeffizienz durch A. Nutzung der Prozesswärme zur Erzeu - gung elektrischer Energie B. Reduzierung des Energiebedarfs bei der Erwärmung C. Rückführung und Nutzung der erheblichen Energiemengen aus der Prozess wär - me in den Produktionsprozess (Bild 1). 1. Materialeffizienz Massivumformverfahren arbeiten heute verfahrensbedingt mit bis zu 40 Prozent Ma terial - überschuss. Das bedeutet, dass erhebliche Ma - terial- und Energieressourcen bei der Stahl er - zeugung und -weiterverarbeitung aufgewendet werden müssen, die über die ganze Prozess kette wieder verloren gehen. Im Rahmen dieses Projektteils geht es da rum, einen bestmöglichen Material wir kungs grad bei Mas sivumform ver fah ren zu er rei chen (Primär - ziel). Weiter hin sollen durch die systematische Unter suchung Anfor de run gen für Funktionen ab geleitet werden, die dann in neue Um form - maschinen und deren Steue rungen in tegriert werden können (Sekun där ziel). Der Material über schuss ist im Wesent lichen von den folgenden vier Parame tern abhängig: • Der Bauteil geome trie (geometrische Kom - plexi tät) • Den Umformver fah ren und deren Ver kettung Quelle: Effizienzfabrik – Innovationsplattform „Ressour - cen effizienz in der Produktion“.
2010-03-Schmiede-Journal
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