UMFORMtechnik (Blech)

 
 
   

PROZESSÜBERWACHUNG

Produktion mit Köpfchen

Bleche werden immer dünner und fester. Das erfordert neue Produktionsprozesse. Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz setzen auf vorausschauende Prozessüberwachung, um Fehler bei der Fertigung weitgehend auszuschließen.

Damit der Leichtbau im Automobil nicht zu Lasten der Sicherheit geht, werden die Bleche dünner und härter – ultrahart. Das bedeutet, dass auch der Herstellungsprozess neu angepasst werden muss. „Für Karosserieteile sind mehrere Prozessschritte bei der Herstellung notwendig“, erklärt Dipl.-Ing. Sören Scheffler vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz das Produktionsverfahren. „Wenn Sie sich ein Auto anschauen, sehen Sie, dass die einzelnen Blechteile enorm groß sind. Die Kosten für den Werkstoff steigen ständig. Ist der Prozess, mit dem die Bleche gezogen, geschnitten, gelocht und kalibriert werden, falsch eingestellt, entsprechen die Bauteile nicht mehr den Qualitätsansprüchen und müssen aussortiert werden.

Kostenfalle Ausschuss

Um die Kosten für den Ausschuss in Grenzen zu halten, suchen die Automobilhersteller heute nach Möglichkeiten, um die Prozesse sicherer zu gestalten.“ Die Experten am IWU haben speziell für die Kontrolle der Tiefzieh- und Umformprozesse ein System entwickelt, mit dem sich die Produktion lückenlos überwachen lässt.
Die Wissenschaftler setzen dazu Sensoren ein, die den Flanscheinzug – die Blechkante – während der Fertigung kontrollieren. Die ermittelten Daten werden online an einen Rechner übertragen. „Die Kunst besteht darin, aus den ausgelesenen Daten zu erkennen, ob Prozessschwankungen vorliegen und ausgeglichen werden müssen. Dazu vergleichen wir die online erfassten Werte mit vorher hinterlegten Solldaten“, erläutert Scheffler den Kontrollprozess. Stellen die Forscher fest, dass Abweichungen auftreten, können sie zum Beispiel mithilfe von im Werkzeug integrierten Piezoelementen und biegeelastischer Werkzeugtechnik auch während des Tiefziehens oder Umformens regelnd eingreifen und die Fertigung entsprechend nachjustieren. „Da wir die Prozessschwankungen schon früh erkennen, wird die Ausschussquote reduziert. Außerdem entdecken wir fehlerhafte Bauteile und können sie sofort aussortieren“, erklärt der Experte die Vorteile. „Damit ergänzen wir die anschließende manuelle Qualitätskontrolle durch eine vollautomatische Prozessüberwachung.“
Das neue Verfahren der Fraunhofer-Forscher ist bereits als Prototyp im Einsatz. Es eignet sich darüber hinaus für alle Prozesse, in denen Bleche bearbeitet werden müssen – beispielsweise für die Fertigung von Konsumgütern wie etwa Badewannen.

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen
und Umformtechnik IWU
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