Am 27. und 28. Februar 2008 fand zum 19. Mal das umformtechnische Kolloquium des Hannoverschen Forschungsinstituts für Fertigungsfragen (HFF) und dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) statt. Dass das Kolloquium zum richtigen Zeitpunkt stattfand, zeigt allein die Tatsache, dass der Druck auf die Branche hinsichtlich Globalisierung weiter wächst. Umformtechnik war dabei und berichtet auszugsweise über interessante Themen.
09.05.2008 - Zirka 70 Prozent der Produktion an massiv umgeformten Teilen in Deutschland gehen an die Fahrzeugindustrie und deren Systemlieferanten. Die Branche der Massivumformung ist dabei überwiegend durch mittelständische Unternehmen geprägt. Um sich hier auf globale Märkte einzustellen bzw. darin präsent zu sein, müssen in einem vertretbaren Rahmen neue Strategien entwickelt werden. Zudem soll bei den Zulieferern in den nächsten Jahren die Wertschöpfung stark wachsen. Nun ist, wie Dr.-Ing. M. Hirschvogel referierte, die Massivumformindustrie, in Europa und Japan am weitesten entwickelt. Damit wird allerdings überwiegend der heimische Markt abgedeckt. Es wird in Europa zwar stark investiert aber international ist das kaum von Bedeutung. In den USA stagniert die Schmiedeindustrie. In China und Indien dagegen sind bereits große Schmiedekapazitäten installiert. Hier geht es aber überwiegend um einfachere Bauteile und weniger um die komplexe Kalt- und Halbwarmumformung. Dennoch drängen beide Länder sehr stark in den Export. Ähnliches gilt auch für die osteuropäischen Staaten, die aber mit logistischen und mit Qualitätsproblemen kämpfen. Um in diese international neuen Märkte zu drängen, gibt es also gute Gründe. Einerseits ist es ein zusätzliches Unternehmenswachstum. So lassen sich ausländische Vorteile wie geringere Personalkosten, geringere Steuersätze oder auch Subventionen wahrnehmen. Die Produkte lassen sich also günstiger fertigen und auch nach Deutschland zurück liefern. Anderseits kann man auch dem Kunden folgen, um ihn vor Ort zu beliefern. Die häufigsten Probleme aber sind bei der Globalisierung die Eigenkapitalausstattung und die personellen Ressourcen. Es stellt sich deshalb die Frage, wie kann dieser Aufwand minimiert werden? Welche Organisationsform ist sinnvoll? Fehlen finanzielle und personelle Potenziale, ist man geneigt die „billigere Lösung“ zu wählen. Langfristig aber, so zumindest sieht es das Unternehmen Hirschvogel, ist die teuerste Lösung die beste: Der Start eines neuen Unternehmens als 100 prozentige Tochter. So lässt sich die eigene Strategie und die eigene Interessenlage nachhaltig durchsetzen und die vor allem in Übereinstimmung mit dem Stammwerk. Ein Partnerschaft könnte nur dann interessant sein, wenn der Partner über Know-how verfügt, das im eigenen Unternehmen nicht vorhanden ist. Generell aber zieht Dr.-Ing. M. Hirschvogel folgendes Fazit aus der derzeitigen Situation der Deutschen Massivumformung: „Die Massivumformindustrie in Deutschland ist mit an der Weltspitze und hat daher bei ihrer Internationalisierung beste Chancen, diese erfolgreich zu gestalten. Aber es gehört das Engagement des gesamten Unternehmens dazu. Eine derartige Auslandsaktivität darf nicht nur vom Top-Management dem Unternehmen aufgebürdet werden, sondern alle Mitarbeiter müssen mitgenommen werden und mit ihrer Überzeugung hinter diesem Engagement stehen.“
Digital zum realen Umformprozess
Ohne Zweifel werden auch im nächsten Jahrzehnt Guss- und Umformteile zentrale Bestandteile des Automobilbaus sein. Damit stellt insbesondere in der Massivumformung die schnelle und technologisch anspruchsvolle Darstellung Aussage- und Prüfstand fähiger Erstmuster einen zentralen Erfolgsfaktor dar. Unabdingbare Voraussetzung ist hierzu die technologische Beherrschung und Beurteilungsfähigkeit der kompletten Bearbeitungs-Prozesskette. Zudem rückt aufgrund der intensiver geführten CO2-Disskussion neben der Optimierung der Wirkungsgrade von Motoren und Antrieben das Leistungsgewicht von Aggregat-Bauteilen in den zentralen Blickpunkt. Dr.-Ing. W. Polley von der Daimler AG Stuttgart sieht deshalb zur schnellen Darstellung wettbewerbsfähiger Massivumformteile die enge Verzahnung von beanspruchungsgerechter Bauteil-Gestaltung und produktionsgerechter Produktgestaltung als zwingend erforderlich. Voraussetzung hiefür ist die Durchgängigkeit der CAD-Daten ausgehend vom Fahrzeug-Aggregat und der Einzelteile über das zu bearbeitende Rohteil bis hin zu allen Umform-Werkzeugeinzelteilen. Gleichzeitig sind alle Bearbeitungswerkzeuge und Spannmittel ebenfalls im gleichen CAD-System zu entwickeln. Darüber hinaus ist zum erfolgreichen Schließen der CAX-Kette ein verlustfreier Datentransfer vom CAD-System in die CAM-Umgebung erforderlich. Eine produktionsgerechte Produktgestaltung wettbewerbsfähiger Massivumformteile ist nach seiner Meinung zudem nur durch die lückenlose, digitale Durchdringung der Produkt- und Prozessentwicklung unter dem Einsatz geeigneter FEM-Simulationtools, CAD-gestützter Umformmaschinen-Kinematik-Untersuchung und CAM-gestützter Werkzeugeinzelteil- und Schmiedeteil-bearbeitungssimulationen möglich.
Reduzierung der Werkzeugkosten
Dipl.-Ing. I. Schruff von den Kind & Co. Edelstahlwerken sieht eine erhebliche Kosteneinsparung durch den Einsatz spezieller auf den Beanspruchungsfall abgestimmter Warmarbeitsstähle bei Schmiedegesenken. Die Lebensdauer der Gesenke wird so enorm verlängert und die Fertigungskosten damit drastisch gesenkt. So zeigt beispielsweise ein Schmiedegesenk für Kurbelwellen eine erfolgreiche Anwendung des Stahles CR7V-L. Bei einer Härte von 45 HRC konnte durch den Einsatz die Leistung der Gesenke um zirka 60 Prozent gegenüber den verwendeten Stählen 1.2343 und 1.2344 gesteigert werden. Ein weiterer für Schmiedegesenke entwickelter Warmarbeitsstahl ist der neue Sonder-Warmarbeitsstahl DOMINIAL Q10. Seine chemische Zusammensetzung ist durch sehr niedrige Schwefel- und Phosphorgehalte sowie durch drastisch reduzierte Gehalte schädlicher Begleitelemente charakterisiert. Die abgestimmte Zusammensetzung verleiht dem Stahl die hohe Zähigkeit des 1.2343 und die sehr hohe Warmfestigkeit des 1.2367. So ist der Stahl besonders für Hammergesenke oder auch intensiv gekühlte, schnell laufende Schmiedelinien geeignet. An einem Fertiggesenk einer Transferpresse mit starker Sprühkühlung konnten damit gegen über dem zuvor eingesetzten Warmarbeitsstahl 1.2343 die mehr als dreifache Leistung erzielt werden.
(Umformtechnik wird hierüber noch ausführlicher berichten)
Leicht und trotzdem massiv
Gestiegene Kundenanforderungen sowohl hinsichtlich der Entwicklungsleistung als auch der Produktqualität zwingen Zulieferer nahezu aller Branchen zu ständigen Optimierungen und Weiterentwicklungen der Werkstoffe, Produkte und Verfahren. So zumindest sieht es Dr.-Ing. F Meiners von der Otto Fuchs KG in Meinerzhagen. Mit einigen Beispielen stellte er deshalb aus dem Bereich Leichtmetall-Massiv-Umformung Werkstoffentwicklungen mit zum Beispiel der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften vor. In der Automobilindustrie werden im Wesentlichen die aushärtbaren Knetlegierungen der 6000er-Gruppe verarbeitet. Gegenüber Gusslegierungen zeichnen die sich durch ein geschlossenes und orientiertes Gefüge mit Faserverlauf aus. Hieraus resultieren die deutlich besseren mechanischen Eigenschaften wie beispielsweise Streckgrenze und Bruchdehnung. Die in Europa häufig verwendete Legierung EN AW-6082 erreicht Zugfestigkeiten von über 300 MPa bei Dehnwerten von mehr als 10 Prozent. Durch Modifikationen in der chemischen Zusammensetzung und Optimierung der thermomechanischen Behandlung können diese Werte jedoch deutlich verbessert werden. Die im Luftfahrtbereich eingesetzten Knetlegierungen der 7000er-Gruppe dagegen begrenzen die Bauteilgrößen durch den legierungsabhängigen maximal zulässigen Vergütungsquerschnitt. Allerdings wird beim Vergleich der zwei vierstrahligen Großraumflugzeuge Airbus A340 und A380 deutlich, dass immer größere Bauteile erforderlich sind. Hierfür hat die Otto Fuchs KG die Aluminiumlegierung AZ93 (AA7037) entwickelt. Diese Legierung kann bis zu einem Vergütungsquerschnitt von 270 mm eingesetzt werden. Dabei erreicht sie gleich gute mechanische Eigenschaften wie die herkömmlichen Legierungen bei deren deutlich geringeren maximalen Vergütungsdicken.
Die Quantität stand in Hannover der Qualität in nichts nach. Mit dem Leitthema „Umformtechnik – Ein Wirtschaftszweig mit Potenzial“ trafen die Veranstalter mitten den zentralen Nerv, das breite Spektrum der Referenten zeigte interessante Entwicklungstrends aus der Branche und sorgte so auch für entsprechende Diskussionen. Die beste Basis also für ein erneutes Treffen zum 20. Kolloquium in Hannover.
– ler –
