Projekte

LightWeightPro

Entwicklung umformtechnischer Prozessketten und Gestaltungsrichtlinien für Leichtbauteile großer Länge aus Rohrhalbzeug (LightWeightPro)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU-innovativ (bis 2015)
Wettbewerb: 02. Runde, Stichtag 15.04.2008

Kurzbeschreibung:
Leichtbau bietet ein enormes Potenzial zur Senkung des Kraftstoffverbrauches von Fahrzeugen und zur Ressourcenschonung. Im Fahrzeugbau lässt sich Leichtbau vor allem durch die Substitution von massiv ausgeführten Komponenten durch Hohlvarianten erreichen. Dabei besteht vor allem bei klassischen Langteilen, wie Spurstangen, Antriebs- oder Zwischenwellen, ein großes Leichtbaupotential.
Ziel des vorliegenden Projektes war es, die Prozesskette und erforderliche Prozesstechnologie für ein innovatives Rohrstauchverfahren zur Herstellung von hohlen Langteilen zu entwickeln. Damit ist es möglich, auf schnell laufenden Pressen komplexe Geometrien in reproduzierbarer Serien-Qualität zu erzeugen.
Das innovative Verfahren verbindet mechanisches Stauchen mit partzieller Wärmezufuhr und Zeit-Kraft-gekoppeltem Pressen. Damit können technische Bauteilgeometrien industriell erzeugt werden, die bislang nicht möglich waren, wie z.B. das Antriebsflansch am BMW-Motorrad. Dieses Verfahren taugt für eine breite Anwendung bei allen komplexen und langen Hohlteilen, wozu entsprechende Verfahrens- und Bauteilgestaltungsrichtlinien und Simulationslösungen zur Verfügung stehen. Damit wird ein wesenticher Beitrag zur Materialeffizienz geleistet.

Projektdauer: 01.09.2008 − 31.12.2010

Projektkoordinator:
Dr. Eberhard Rauschnabel
IFUTEC Ingenieurbüro für Umformtechnik GmbH
Telefon: +49 7202 9312-0
E-Mail: e.rauschnabel@ifutec.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Edwin Steinebrunner
Telefon: +49 721 608-25190
E-Mail: edwin.steinebrunner@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung:
Bislang können komplexe Hohlbauteile, die durch Masseanhäufungen wie Flansche, Bunde oder zylindrische Verdickungen gekennzeichnet sind, mit den üblichen Umformverfahren nicht wirtschaftlich und prozesssicher aus Rohr hergestellt werden. Stattdessen muss ein Rohrstück mit Massivteilen verschweißt werden oder eine sehr kostenintensive, mehrstufige Kaltumformung erfolgen. Zusätzliche Fügeprozesse (z.B. Anschweißen von Zusatzelementen) sind jedoch sowohl aus wirtschaftlichen als auch technischen Gründen (Vorbereitung der Fügestellen, eingeschränkte Materialauswahl, Prüfaufwand usw.) nachteilig.

Projektziel:
Innerhalb des Projektes wurde die Prozesskette und die erforderliche Prozesstechnologie für ein innovatives Rohrstauchverfahren zur Herstellung von hohlen Langteilen entwickelt. Das innovative Verfahren verbindet mechanisches Stauchen mit partzieller Wärmezufuhr und Zeit-Kraft-gekoppeltem Pressen. Somit können mit moderner Presstechnik auch komplexe Geometrien in reproduzierbarer Qualität unter Serienbedingungen erzeugen werden. Der umformtechnische Lösungsansatz basiert auf zwei bestehenden Patentanmeldungen.

Ergebnisse:
Das neue Verfahren wird sowohl zur Auftragsfertigung von Bauteilen und Prototypingaufträge auf einer Prototypanlage in der IFUTEC GmbH genutzt als auch durch Verfahrenslizenzen wirtschaftlich vermarktet. Durch die vorgesehene Herstellung von komplexen, langen und hohlen Bauteilen aus Rohrmaterial leistet das Projekt einen Beitrag zum Leichtbau im Fahrzeugbau und damit zur Gewichtsreduzierung sowie CO2-Reduzierung, Ressourcenschonung und Kraftstoffeinsparung. In verwandten Branchen, wie z.B. der Lebensmittel-, Sanitär- und chemischen Industrie, kann es zur Material-Einsparung führen.
Das Projekt erhielt den Rohstoffeffizienz-Preis des BMWI.

Publikationen

Entwicklung umformtechnischer Prozessketten und Gestaltungsrichtlinien für Leichtbauteile großer Länge aus Rohrhalbzeug (LightWeightPro)
Autor: Adams, B.; et al.
Verlag: Eigenverlag: IFUTEC GmbH
Erscheinungsjahr: 2011
Beschreibung: Es wurde ein neues Verfahren zur Herstellung von hohlen Langteilen komplexer Geometrie auf Pressen mittels Rohrstauchverfahren aus Rohren erforscht. Als Ergebnis liegen sowohl bauteilspezifische Gestaltungsrichtlinien und Simulationsverfahren als auch erprobte Prozessketten und Werkzeuge zur Anwendung des Verfahrens in der industriellen Praxis vor.
Die entwickelten Rohrstauchverfahren zeichnen sich durch eine sehr breite geometrische Anwendungsmöglichkeit aus. Es konnten sogar beidseitig an beiden Rohrendungen applizierbare Anformungen hergestellt werden. Gleichzeitig konnten Grenzen des Verfahrens ermittelt werden.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu