Bild 4: Stadienfolge der erfolgreich gewalzten Vorform und fertig geschmiedeten Hüft implantate Schaltschrank mit Steuerung Kugelgewindetrieb Elektrischer Antrieb Adapterplatt e +Keil (oben) Bild 5: Konzept (CAD-Modell) der Querkeilwalzmaschine Zuführung Temperaturmessung hilfe der oben ge nannten Regel basis kon struiert und die Walzpro zesse mit FEM-Simulationen aus ge legt. Dabei wur de unter an de rem auch der Kraft be darf zur Um for mung der Walz teile ermitt elt. Dieser war essen tiell zur Aus le gung der Quer keil walz maschine, im Be son de ren zur Fest le gung der Stei fi g keit und Auswahl der Antriebskomponenten. Im nächsten Schritt wurden unter schied liche Werk zeug konzepte wie das Schmied en mit um laufen der Grat bahn und Schmie den mit lokal an ge ordneten Grat sper ren zum Fertigschmie den ver wen det, um das Poten zial des Quer keil wal zens hin sicht lich einer optimalen Ma terial ein sparung bei Form füllung und wei ter hin geringem Werk zeug ver schleiß zu er mitt eln. Vom Schmie de unter neh men OMTAŞ A.Ş. wur de das Fertig for men mit Grat sper ren favo risiert. In Bild 3 sind die Sta dien fol gen der bei den Demon stra tor bau teile dar gestellt. Im Ver gleich zu den Referenz pro zessen konnten Ma terialein spa rungen in Höhe von 46 Pro zent beim Hüft implantat und 14 Prozent beim Common- Rail erreicht werden. WALZ- UND SCHMIEDEVERSUCHE IM INDUSTRIELLEN UMFELD Die gemeinsam entwickelte Stadienfolge für das Hüft implantat wur de im nächsten Schritt im in dus triellen Um feld ge tes tet. Dazu wur de in einer neu auf ge bauten Quer keil walz ma schine die Massen ver tei lung über das Quer keil wal zen ein ge bracht, auf einem Ober druck hammer die Schmie de teile fer tig ge formt und abschlie ßend die beiden Hüft implantate auf einer Ex zen ter presse vom Grat getrennt (Bild 4). TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT Adapterplatt e +Keil (unten) KONZEPTENTWICKLUNG DER QUERKEILWALZMASCHINE Zu Beginn der Entwicklungsphase wurden vom Schmie de un terneh men Rand be dingungen, wie zum Bei spiel das maxi ma le Budget und die maxi male Länge der Schmie de tei le, de ren Vor for men ge walzt wer den sollen, auf ge stellt. Auf Basis ei nes an schlie ßend er stellten Las ten heft s wur den unter schied liche Ma schinenkon zepte auf Basis des Quer keil wal zens mit Flach backen entwickelt und be wer tet. Die Be wer tung schloss un ter an derem den Auf wand eines Werk zeug wechsels und einer Höhen verstellung (Ein stellung des Walz spalts) sowie die Durch bie gung der Ma schine unter Last ein. Das vom Schmie de unter neh men favorisierte Konzept (Bild 5) wurde aus kon s truiert und gefertigt. Die Hauptkomponenten der Querkeilwalzmaschine bestehen aus einem ge wichts- und stei fi g keits op ti mier ten Rah men, dem An trieb und den Walz werk zeu gen. Am Rah men ist eine ma nuelle Höhen ver stel lung an ge bracht, durch die der Walz spalt exakt einge stellt wer den kann. Im Rah men sind Füh rungs schie nen und Kugel ge win de triebe zum An trieb der Walz werk zeu ge appli ziert. Die Ku gel ge winde triebe wer den über zwei 22 kW-Dreh strom- Asynchron mo toren an ge trieben und durch eine eigens pro grammierte Siemens S7-Steuerung realisiert. Die Walz werk zeuge bestehen aus Adapter platt en, auf die Walz kei le ge schraubt werden. Die montierbaren Walzkeilplatt en können eine Länge von 1.500 mm und eine Breite von 900 mm als maxi ma le Di men sion auf wei sen. Mit die sen Größen ist bei spiels wei se die Vor form des oben dar ge stellten Common-Rails walz bar, das eine Län ge massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2016 65
massivUMFORMUNG September 2016 01
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