PADELTTHERM®GmbH Elektrisch- und gasbeheizte Wärmebehandlungsanlagen Gewerbeviertel 1 D-04420 Markranstädt Telefon (03 42 05) 77 50 ·Telefax (03 42 05) 7 75 27 www.padelttherm.de · E-mail: info@padelttherm.de SchmiedeJOURNAL September 2015 41 Damit die in Abhängigkeit von der Bauteilgröße unterschiedlich hohen Kräfte, Arbeiten und Leistungen wirtschaftlich sinnvoll abgebildet werden können, wurde eine Baureihe mit drei unterschiedlichen Leistungsklassen (kleine, mittelgroße und große Bauteile) konzipiert. Optimierte Vorformen Für die Entwicklung optimierter Vorformen wurde auf das repräsentative Teilespektrum zurückgegriffen. Aus dem Pool der potenziellen „FlexiMat“-Teile, die eine durchschnittliche Materialeinsparung von 21 Prozent aufweisen, wurden drei Bauteile ausgewählt und optimierte Vorformen speziell für den FlexiMaten entwickelt. Hierbei orientierte man sich an der Massenverteilung der fertigen Umformprodukte, um einen bestmöglichen Materialwirkungsgrad zu erzielen. Die Vorformen wurden durch FEMStoffflusssimulationen mit Hilfe des Simulationsprogramms FORGE® NxT entwickelt. Dabei konnte eine Materialeinsparung von 17 bis 31 Prozent erzielt werden, wobei die durchschnittliche Einsparung mit 22 Prozent ermittelt wurde. Für die weiteren Untersuchungen im Rahmen des Vorhabens wurde eine durchschnittlich erreichbare Materialeinsparung von 20 Prozent zugrunde gelegt. Wirtschaftlichkeitsbewertung Auf Grundlage der drei genannten Bauteile wurde eine wirtschaftliche Gesamtbewertung durchgeführt. Um den Einfluss des Bauteilgewichts zu berücksichtigen, wurden die drei Bauteile unter Beibehaltung der Geometrie in ihrer absoluten Größe skaliert. Das der Wirtschaftlichkeitsbewertung zugrundeliegende Szenario ist in Bild 6 dargestellt. Auf dieser Basis wurden sowohl die Stückkostendifferenzen als auch die Gesamteinsparungen ermittelt; das Ergebnis für das Gesamteinsparungspotenzial ist in Bild 7 zusammenfassend dargestellt. Die Untersuchungen haben deutlich gemacht, dass nicht die prozentuale Materialeinsparung allein für die Materialeffizienz und damit die Wirtschaftlichkeit entscheidend ist, sondern die absolute Materialeinsparung, das heißt das Produkt aus prozentualer Einsparung und absolutem Teilegewicht. Weiterhin haben die Auslastung der Anlage (Anzahl Schichten), die Taktzeit und der Nutzen (Anzahl gleicher Gravuren je Umformstufe) – respektive die Anzahl der pro Jahr produzierten Teile – ebenfalls signifikanten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. Bei dem in Bild 6 angenommenen Auslastungsprofil beträgt die Gesamteinsparung bei zweischichtiger Auslastung etwa 1.850 T€/Jahr und bei dreischichtiger Auslastung etwa 2.700 T€/Jahr. Zusammenfassung Im Rahmen eines FuE-Vorhabens wurde ein Vorformautomat für die Massivumformung konzipiert und bezüglich seiner Grundfunktionen entwickelt sowie hinsichtlich seiner Effizienz bewertet. Ausgehend vom erwärmten Rundmaterial sind in ein oder mehreren Stufen nahezu beliebige Vorformgeometrien gratlos und in einer linienkonformen Taktzeit herstellbar. Es können somit Massivumformteile mit hoher Materialeffizienz hergestellt werden. Beispielhafte Untersuchungen für ein repräsentatives Teilespektrum haben gezeigt, dass Materialeinsparungen von im Mittel 20 Prozent erreichbar sind. Inwieweit diese relative Materialeinsparung schlussendlich zu einer akzeptablen Wirtschaftlichkeit führt, hängt ganz wesentlich von dem absoluten Teilegewicht ab. n Die beteiligten Projektpartner am Vorhaben waren • Fachhochschule Südwestfalen, Labor für Massivumformung (LFM) • Lasco Umformtechnik GmbH Begleitet wurde das Projekt durch die Unternehmen • CDP Bharat Forge GmbH • Hirschvogel Umformtechnik GmbH • Mahle Motorkomponenten GmbH • Rasche Umformtechnik GmbH & Co KG Prof. Dr. Rainer Herbertz Franz Fuss Rainer Labs Sebastian Frank Fachbeiträge Förderhinweis Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 17PNT023 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.
SchmiedeJOURNAL September 2015 002
To see the actual publication please follow the link above