Die Prozesskette Präzisionsschmieden
Der internationale Wettbewerb zwingt Unternehmen Fertigungsverfahren ständig zu
optimieren um eine Erhöhung der Produktqualität und Effizienz zu erzielen. Einer Steigerung
der Produktivität und Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktqualität
kann nur entsprochen werden, wenn umfassende technische und logistische
Bemühungen zur Fertigungsoptimierung unternommen werden. Um moderne Herstellungsprozesse
effizienter zu gestalten ist eine isolierte Betrachtung und Optimierung
der einzelnen, meist schon sehr lange etablierten, Teilprozesse nicht mehr ausreichend.
Signifikante Verbesserungen können nur erzielt werden, wenn der gesamte
Herstellungsprozess mit den Wechselwirkungen der einzelnen Teilprozesse untereinander
bei der Optimierung berücksichtigt wird.
Etablierte Fertigungsverfahren und Prozessabläufe zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit
und hohe Effizienz aus. Diese Fertigungsverfahren sind jedoch bereits in einem
hohen Maße optimiert und besitzen nur noch wenig technologisches Optimierungspotential.
Die Einbeziehung von alternativen Prozessvarianten und Substitutionsmaßnahmen
bei den Bemühungen eine Effizienz- und Qualitätssteigerung zu realisieren sind
oftmals die einzige Möglichkeit um signifikante und nachhaltige Erfolge zu erzielen. Des
weiteren verspricht die Verknüpfung von technologischen und logistischen Betrachtungsweisen
eine Offenlegung von weiteren verdeckten Optimierungspotentialen.
Ziel des Sonderforschungsbereiches 489 ist die grundlegende Entwicklung und Qualifikation neuer technologischer und logistischer Verfahren zur Herstellung von Hochleistungsbauteilen innerhalb der Prozesskette Präzisionsschmieden. Im Mittelpunkt steht unter anderem die drastische Verkürzung der Prozesskette, die unter Anderem auf der Integration der Wärmebehandlung in die Prozesskette und der Substitution der spanenden Weichbearbeitung durch die Präzisionsschmiedetechnik beruht. Zudem wird eine umfassende technologische und logistische Betrachtung der Prozesskette angestrebt um die umfangreichen Wechselwirkungen der Teilprozesse und darüber hinaus die technischen und logistischen Wechselwirkungen vollständig zu erfassen, um so bisher nicht erkannte Optimierungspotentiale aufzuzeigen.
Die Prozesskette des SFB 489
Die gratfreie hochpräzise Warmmassivumformung (Präzisionsschmieden) erlaubt die Fertigung von endkonturnahen Schmiedeteilen, die lediglich einer abschließenden Hartfeinbearbeitung unterzogen werden müssen. Der Sonderforschungsbereich 489 hat sich die Entwicklung und übergreifende Betrachtung einer Prozesskette auf Basis dieser Schmiedetechnologie zur Herstellung von präzisionsgeschmiedeten Hochleistungsbauteilen zur Aufgabe gemacht. Um die Wirtschaftlichkeit von Umformprozessen für Bauteile mit sehr hohen Dauerfestigkeitsanforderungen gewährleisten zu können, werden neuartige Werkzeugtechnologien und verschleißreduzierende Verfahren für Schmiedegesenke im Rahmen des Sonderforschungsbereiches erforscht.
Konventionelle Prozesskette zur Herstellung von geschmiedeten Langteilen
Die im SFB 489 betrachtete Prozessvariante des Präzisionsschmiedens ist auf den Einsatz von Vergütungsstählen ausgerichtet und sieht daher eine integrierte Wärmebehandlung vor und birgt somit technische sowie wirtschaftliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen Fertigung von Schmiedeteilen. Eine kostenintensive spanende Bearbeitung wird in der Prozesskette des SFB 489 nahezu vollständig subsituiert, da präzisionsgeschmiedete Bauteile zur Fertigstellung nur noch einer abschließenden Hartfeinbearbeitung unterzogen werden, die unter Berücksichtigung der alternativen Halbzeugherstellung optimiert und angepasst wird.
Substitution der spanenden Bearbeitung und Integration der Wärmebehandlung
Prozesse
zur Fertigung von Hochleistungsbauteilen sind angewiesen auf prozessintegrierte und
prozessbegleitende Messtechniken, die eine Qualitätsdatenerfassung für jedes gefertigte
Bauteil erlauben. Die Entwicklung solcher Verfahren und Messtechniken zur automatisierten
Prozesssteuerung und Qualitätsoptimierung bildet einen weiteren Schwerpunkt
der Forschungstätigkeiten des Sonderforschungsbereiches 489. Die Entwicklung von
logistischen Bewertungs- und Entscheidungsstrategien sowie die Betrachtung von
technologischen und logistischen Abhängigkeiten der einzelnen Fertigungsprozesse
untereinander, runden die übergreifenden Untersuchungen der Prozesskette zur Herstellung
von präzisionsgeschmiedeten Hochleistungsbauteilen ab.
Prozesskette des Sonderforschungsbereiches SFB 489