KALTMASSIVUMFORMUNG

Stand der Forschung und Entwicklung im Bereich der Verfahren der Kaltmassivumformung in Europa

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Mathias Liewald, IFU Stuttgart, Alexander Felde, IFU Stuttgart, Ralf Völkl, ZF Schweinfurt, Gregor Messner, PWK Krefeld, Markus Meidert, TK PRESTA FL-Eschen, Hilmar Gensert, SIEBER Henstedt-Ulzburg
Die effiziente Nutzung von natürlichen Ressourcen stellt einen unverzichtbaren und vorrangigen Handlungsbereich für die Wirtschaft, Forschung und Politik dar. Die Ressourceneffizienz setzt die Entwicklung neuer umweltfreundlicher Produkte und den Einsatz innovativer energie- und materialsparender Technologien voraus. Der Automobilbau stellt aufgrund seiner bedeutenden Rolle an der internationalen industriellen Wertschöpfung einen beachtenswerten Treiber derartiger Entwicklungen dar.
Die Weiterentwicklung bestehender und Entwicklung neuer ressourceneffizienter Fertigungsverfahren in Richtung konstruktiven und stofflichen Leichtbaus eröffnet neue Möglichkeiten für die Unternehmen der Kaltmassivumformung. Dies gewinnt insbesondere vor dem Hintergrund der durch die Europäische Kommission verfolgten Regulierung der CO2-Emissionen neuer PKW-Modelle an Bedeutung. Die durchschnittliche Emission aller ab dem Jahr 2012 innerhalb der EU verkauften Neuwagen soll durch die motortechnischen Maßnahmen auf 130 g/km gesenkt und durch sonstige technische Maßnahmen eine weitere Emissionssenkung um 10 g/km erreicht werden [Kom07]. Die OEMs und ihre Zulieferbetriebe stehen somit unter Zwang, die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emission unter anderem durch den Leichtbau von Fahrzeugkomponenten zu erreichen.
Das konsequente Vorantreiben von Forschung und Entwicklung innovativer Fertigungstechnologien eröffnet der Kaltmassivumformung neue Chancen gegen die konkurrierenden Technologien bei der Fertigung von Leichtbauteilen Marktanteile zu sichern und hinzuzugewinnen [Hir08, Wid10].
Im Rahmen der nachfolgenden Ausführungen soll zunächst auf die generelle Situation der Forschung und Entwicklung im Bereich der Verfahren der Kaltmassivumformung in deutschsprachigen europäischen Ländern eingegangen werden. Dabei wird in Grundlagenforschung, vorwettbewerbliche Forschung und Entwicklung sowie in anwendungstechnisch orientierte Forschung und Entwicklung unterschieden.
Die Grundlagenforschung im technologischen Bereich der Kaltmassivumformung setzt langfristige Erkennungsgewinnung bei der Entwicklung prinzipiell neuer Fertigungsverfahren bzw. -prinzipien mit einem wirtschaftlichen und ökologischen Potential für die Herstellung von Bauteilen mit neuartigen geometrischen, mechanischen oder physikalischen Eigenschaften voraus.
Die auf den Umformprozess näher ausgerichtete Forschung und Entwicklung findet im vorwettbewerblichen Bereich statt. Die Entwicklung neuer Fertigungsverfahren erfolgt auf der Basis beobachteter grundsätzlicher Machbarkeiten. Hier stehen neben technologischen Themen und Fragen zu validen Prozessparametern auch wirtschaftliche Aspekte zu Produkten und Verfahren im Blickwinkel der Forscher.
Die anwendungsorientierte Forschung verfolgt eine gezielte Entwicklung neuer Verfahren, Produkte und Produktionseinrichtungen unmittelbar vor der Einführung in die Serienfertigung. Hierbei stehen in der Massivumformung Untersuchungen zur Serientauglichkeit neuartiger Prozessführungen, Details der Werkzeugfunktion und –gestaltung im Mittelpunkt der Betrachtungen [Lie05, Lie07]. Im Entwicklungsumfang werden auch realistische Stückkostenkalkulationen durchgeführt, um die angewandte Verfahrenstechnik wirtschaftlich bewerten zu können.

Universität Stuttgart
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