Spektrum Swaging in Automotive Construction: Saving Material and Energy in Shaft Production Just how significant the issue of resource efficiency is for mechanical engineering is underlined in a study of the German Engineering Association VDMA from 2014. According to the study, this issue is strategically important for 55 percent of the companies surveyed, and for the most part it is anchored in the organization as a management task. Naturally it comes as no surprise that many mechanical engineering companies are affected in two respects, namely as a supplier of energy-efficient machines and as “facilitator” of material-saving lightweight design components for automotive construction. But what does the demand for increasingly energy-efficient production operations mean for the processes themselves? How do they need to develop further? The example of swaging makes this clear. Rundkneten im Automobilbau: Werkstoff und Energie in der Wellenproduktion einsparen 58 SchmiedeJOURNAL September 2015 Dennis Beihofer, B. Eng. und Dr.-Ing. Michael Marré, Königsbach-Stein Welche Bedeutung das Thema Ressourceneffizienz für den Maschinenbau hat, macht eine VDMA-Studie aus dem Jahr 2014 deutlich. Demnach ist das Thema für 55 Prozent der befragten Unternehmen strategisch wichtig und zumeist als Führungsaufgabe in der Organisation verankert. Natürlich ist das keine Überraschung, denn viele Maschinenbauer sind in doppelter Hinsicht betroffen: als Lieferanten energieeffizienter Anlagen und als „Möglichmacher“ von werkstoffeinsparenden Leichtbaukomponenten, etwa für den Automobilbau. Aber was bedeutet die Forderung nach immer energieeffizienteren Produktionsprozessen für die Verfahren selbst? Wie müssen sie sich weiterentwickeln? Das Beispiel Rundkneten macht es deutlich. Von jeher garantiert das innovative Kaltumformverfahren eine besonders ressourceneffiziente Teileproduktion. In den letzten Jahren haben die Rundknetspezialisten von Felss Shortcut Technologies seine Energieeffizienz noch einmal deutlich verbessert. Wie umweltfreundlich und energieeffizient ein Auto tatsächlich ist, bewerten Experten längst schon nicht mehr mit der Maßangabe „Kraftstoffverbrauch pro 100 Kilometer“. Stattdessen geht es um komplexe Lebenszyklusanalysen (Life Cycle Assessment), bei denen der Produktionsprozess des Autos, seine Nutzung und sein Recycling in gleicher Weise wichtig sind. So entsteht eine ganzheitliche Umweltbilanz, die übrigens auch als Verkaufsargument immer wichtiger wird. In der Folge geben sich viele Hersteller detaillierte Regeln für Ihre weltweiten Produktionsbereiche, in denen der schonende Umgang mit allen verwendeten Ressourcen festgeschrieben ist. Allerdings bedeutet diese Entwicklung auch, dass Automobilingenieure eine immer größere Zahl von „Stellschrauben“ im Blick behalten müssen. Konstruktionsveränderungen am Motor alleine genügen nicht mehr, um die umfassenden Energie und Ressourcenbilanz zu verbessern. Werkstoff einsparen – Formen frei wählen In diesem Umfeld rückt auch das Knowhow des Maschinenbaus in den Fokus der Produktionsplaner, denn innovative Verfahren bilden eine entscheidende Grundlage, um besonders werkstoff und energiesparend zu produzieren. Das macht das Beispiel Rundkneten deutlich. Während des Umformverfahrens verwandelt sich ein einfacher Rohr Rohling in ein Bauteil mit komplexer Geometrie und Verzahnung. Zugleich verlängert er sich während der Bearbeitung bis auf das Doppelte – seine Außenwand wird dabei einerseits dünner (an manchen Stellen auch dicker), andererseits steigt die Festigkeit des Werkstoffs an. Mithilfe dieses Ansatzes produzieren Unternehmen seit Jahrzehnten eine Vielzahl von Automobilbauteilen – von Getriebe und Antriebswellen über Lenkungselemente bis hin zu Sicherheitskomponenten (Bild 1). Die Palette
SchmiedeJOURNAL September 2015 002
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