Ausgabe - 40 - 2012 - Produktion

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20 · Trends & Reports · Produktion · 4. Oktober 2012 · Nr. 40 WERKZEUGMASCHINEN Auf die richtige Abstimmung kommt es an MICHAEL PYPER PRODUKTION NR. 40, 2012 Maschine, Werkzeug und Spannmittel müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein. Deshalb werden Neuentwicklungen häufig über die Forschung koordiniert. LANDSBERG (SM). „Die Kunst der Werkzeughersteller besteht darin, mit der Maschine des Kunden das möglichst optimale Ergebnis zu zeitigen“, beschreibt Alfred Graf Zedtwitz, Sprecher des VDMA- Fachverbands Präzisionswerkzeuge, die permanente Herausforderung. Dabei werde zwangsläufig immer das Zusammenspiel des Werkzeugs mit der Maschine betrachtet, „einfach weil die Werkzeuge von Maschinen angetrieben werden.“ Aber hätte es nicht Vorteile, Maschinen, Werkzeuge und Spannmittel bereits in ihrer Konstruktionsphase durch Technologieintegration optimal aufeinander abzustimmen, statt sich auf Schnittstellen zu verlassen? Doch so weit mag offenbar keiner der Beteiligten gehen. Zu sehr würde dies den eigenen Markt einschränken. Von Zedtwitz: „Natürlich wird auch gemeinsam entwickelt, aber im Endeffekt ist der Ansatz des Maschinenherstellers, außer bei besonderen Lösungen, seine Maschinen möglichst breit auf dem Markt anzubieten.“ Maschinen möglichst breit auf dem Markt anbieten Das bestätigt Dr. Dominic Deutges, Leiter Produktmanagement, Marketing und neue Technologien der A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG in Mönchengladbach: „Werkzeuge sind Endkundensache, da muss man möglichst viel Freiraum lassen.“ Im Gegenteil bestehe der Druck, „sich an die Standards zu halten“. Allenfalls für spezielle Aufgaben, beispielsweise im Fast-Tool-Servo-Bereich, wo es aufgrund der Beschleunigungen auf geringes Gewicht ankäme, sei ein solches Erfordert eine besonders gute Abstimmung von Maschine, Werkzeug und Spannmittel: die Bearbeitung von Kurbelwellen auf der neuen N30 von Niles Simmons Industrieanlagen. Bild. NSI Vorgehen denkbar. „In 70 bis 80 % realisieren wir nach Vorgesprächen mit unseren Kunden seine Vorgaben und Wünsche bzgl. Spannmittel und Werkzeuge“, erklärt auch Dr. Stefan Hansch, Chef der österreichischen Emco- Group, „und bei Turnkey-Lösungen oder wenn technologisch erforderlich, erarbeiten wir mit strategischen Partnern die Lösungen.“ Natürlich würden die Wünsche der Kunden bei der Auswahl der Präzisionswerkzeuge und Spannwerkzeuge integriert, berichtet Micaela Schönherr, Geschäftsführerin der Niles Simmons Industrieanlagen GmbH in Chemnitz. Werkzeugmaschinenhersteller und Werkzeughersteller treiben sich in der Entwicklung gegenseitig an. Schönherr: „Die Ansprüche an die Werkzeuge sind höher als je zuvor.“ Man habe Allianzen und Rahmenverträge mit unterschiedlichen Werkzeugherstellern, „um einerseits Kundenanforderungen umzusetzen, andererseits auch neue Lösungen auf dem Markt zu präsentieren.“ Kooperationen zwischen Maschinen, Werkzeugen und Spannmittelherstellern gibt es also sehr wohl, wie auch Professor Dr.-Ing. Diethard Thomas, Leiter der LMT Group Academy in Schwarzenbek, einräumt. „Wir sind bei bestimmten Maschinenherstellern bevorzugte Lieferanten, die an uns als erstes herantreten, wenn ihre Kunden bestimmte Lösungen brauchen.“ Die LMT-Gruppe tritt selbst aber auch als Kunde von Werkzeugmaschinenherstellern auf. Anforderungen an Werkzeug und Spannmittel „Wir besprechen mit dem Hersteller unsere Anforderungen und in dem Zuge auch die Anforderungen an die Spannmittel und Werkzeuge.“ Dann sei es Aufgabe des Maschinenherstellers, Werkzeuge und Spannmittel zu finden, die diese erfüllten. Der Maschinenhersteller ist also in der Regel „federführend, der hat die Hosen an“. Eine gemeinsame Entwicklung gebe es über Hochschulforschung und Normung, weiß Hubert Sykora, Vertriebsleiter der Ott-Jakob Spanntechnik GmbH in Lengenwang: „Wir waren zum Beispiel federführend bei der Produktentwicklung der HSK-Technologie dabei und sind mit den Universitäten immer wieder in Forschungsprogrammen aktiv.“ Aktuelles Beispiel für Normungsaktivitäten, bei denen alle Beteiligten mit am Tisch sitzen, ist die neue HSK-Größe 20. Sykora: „Wir haben einen Normenvorschlag gemacht, ausgelöst durch den Wunsch, für die Mikrobearbeitung kleinere Lösungen zu haben.“ Am Rande Moderne Werkzeugmaschinen sind beeindruckende technische Meisterleistungen. Dabei wird oft übersehen, dass auch Zerspanungswerkzeuge bemerkenswertes leisten. Dabei sind es nur wenige Quadratmillimeter, die es in sich haben: Eine moderne Werkzeugschneide muss Temperaturen von weit über tausend Grad und Kräfte von mehreren tausend Newton aushalten. Zum Einsatz kommen in der Regel beschichtete Hartmetall-Wendeschneidplatten. Superharte Schneidstoffe wie kubisches Bohrnitrit und polykristalliner Diamant wurden ab Ende der 1970er Jahre eingeführt. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und die A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG entwickelten ein neues Werkzeugsystem, mit dem Werkstücke direkt in der Drehmaschine gehärtet werden. Bild: Fraunhofer IPT n) WDM Wolfshagener Drahtund Metallverarbeitung GmbH Lager- und Prozesstechnik rund um Langgut und Blech Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit sind Ihre wichtigsten Anforderungen. Diesen messbaren Maßstäben werden wir in allen Projekten gerecht. Gerne auch in Ihrem. ) Friedrich Remmert GmbH Brunnenstraße 113 · 32584 Löhne, Deutschland Tel (+49) 5732 896-230 · www.remmert.de Remmert_AZ_Produktion_198x32mm_Wabe_16022012_END.indd 1 16.02.12 16:47 16928 Groß Pankow OT Wolfshagen - Effizient messen PRODUKTION NR. 40, 2012 COBHAM-GREAT BRITAIN (SP). Hexagon Metrology stellte auf der AMB das neue 3D-Koordinatenmessgerät (KMG) Leitz Reference Xe vor. Mit dem hochgenauen Messsystem geht das Unternehmen auf die Bedürfnisse kleiner und mittlerer Unternehmen ein. Sie verfügen oftmals über begrenzte Budgets, sind jedoch gleichzeitig gefordert, auf hohem messtechnischem Niveau die Qualität ihrer Werkstücke zu sichern. Mit der Leitz Reference Xe erhalten Anwender ein Qualitätsmessgerät der Marke Leitz, dass einerseits hochgenaue Messapplikationen löst und andererseits das Budget schont. Wie alle anderen Modelle baut auch die Leitz Reference Xe auf Kerntechnologien auf, die in Deutschland entwickelt und produziert werden.
4. Oktober 2012 · Nr. 40 · Produktion · F&E · 21 HOCHSCHULKOOPERATION Spritzgießmaschine für die Ausbildung PRODUKTION NR. 40, 2012 Eine vollelektrische Spritzgießmaschine Elektra 50 von Ferromatik Milcron ergänzt ab dem kommenden Semester an der Hochschule Offenburg den neuen Studiengang ‚Maschinenbau/Werkstofftechnik‘. MALTERDINGEN (BA). „Wir freuen uns, die Hochschule Offenburg bei der Investition in diese Maschine deutlich unterstützen zu können und damit einen Beitrag zur Nachwuchskräfteförderung zu leisten“, sagt Gerold Schley, Managing Di- rector bei dem Spritzgießmaschinenhersteller Ferromatik Milacron. Vollelektrische Maschinen sind besonders umweltfreundlich, da sie gegenüber herkömmlichen hydraulischen Maschinen 50 bis 70 % weniger Strom und Wasser verbrauchen. Die Elektra 50 hat eine Schließkraft von 500 kN, womit kleine Kunststoffteile, etwa für die Medizin-, Verpackungs- oder Konsumgüterindustrie, hergestellt werden können. An der Hochschule Offenburg lernen die Studierenden an der Elektra 50 das Einrichten, Programmieren und den Einsatz von neu entwickelten Kunststoffgranulaten mit speziellen Zusatz- und Vor der Elektra 50 (mitte): Gerold Schley, Managing Director Ferromatik Milacron & Vice President China Operation und Dekan Prof. Alfred Isele, Hochschule Offenburg. Bild: Ferromatik Milacron Füllstoffen, welche die Gebrauchseigenschaften des Fertigteiles verbessern. Der Spritzgießprozess kann direkt an der Maschine nachvollzogen und Prozessparameter validiert werden. Außerdem lassen sich neue Fertigungstechnologien wie etwa das Rapid Prototyping für die Herstellung von Werkzeugeinsätzen überprüfen. WERKSTOFFTECHNIK Kaltrisse vermeiden Motek 08. - 11.10.2012 Halle 5, Stand 5538 PRODUKTION NR. 40, 2012 Kaltrisse in hochfesten Stählen stellen den Fahrzeug- und Maschinenbau vor große Herausforderungen in der Qualitätssicherung, da sie bislang schlecht vorhersehbar sind. Ein neues Verfahren ermittelt schon im Entwurfsstadium, ob kritische Bedingungen für solche Schäden vermieden werden können. So sinken Entwicklungszeiten und -kosten FREIBURG (BA). Autos, Dachkonstruktionen und Brücken sollen bei gleicher Stabilität immer leichter und damit energie- und materialsparender werden. Neue, hochfeste Stähle eignen sich hervorragend für die dafür benötigte Leichtbauweise, da sie auch sehr hohen Belastungen standhalten. Doch diese Werkstoffe haben auch einen Nachteil: Je fester sie sind, desto anfälliger für Kaltrisse sind sie beim Schweißen. Diese feinen Brüche können entstehen, während geschweißte Verbindungen wieder abkühlen – meist unterhalb einer Temperatur von 200 °C. Im schlimmsten Fall bricht die Schweißnaht. Viele Industriebereiche setzen darum die vielversprechenden hochfesten Stähle nur zögerlich ein. Wissenschaftler am Fraunhofer- Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg haben gemeinsam mit dem Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik LFT der BTU Cottbus ein neues Verfahren entwickelt, das Kaltrisse vorhersehbarer macht. „Wir können bereits im Entwurfsstadium eines Bauteils die Wahrscheinlichkeit von Kaltrissen berechnen und auch gleich Abhilfemaßnahmen durchspielen“, erklärt Frank Schweizer vom IWM. Denn ob und wie schnell solche Kaltrisse entstehen, hängt davon ab, wie hoch die Konzentration von Wasserstoff im Stahl ist, wie die Eigenspannung des Materials ausfällt und wie seine Mikrostruktur beschaffen ist. Bislang ließ sich die Wahrscheinlichkeit, dass es zu Rissen kommt, schlecht vorhersagen. Die Hersteller mussten aufwändige Versuche durchführen, beispielsweise ein Probeteil einer immer höheren Zugspannung aussetzen und beobachten, bei welcher Belastung Risse entstehen. Doch diese Tests sind sehr zeit- und kostenintensiv und auch nicht eins zu eins auf das spätere Bauteil übertragbar: Denn dessen Geometrie beeinflusst die Rissbildung entscheidend. Auch die verfügbaren Computersimulationen brachten bisher nicht die gewünschten Vorhersagegenauigkeiten für reale Bauteile. Kaltrissgefährdete Bereiche der Schweißnaht finden Der neue Ansatz könnte solche aufwändigen Methoden zukünftig deutlich reduzieren – und damit Produktionskosten senken sowie Entwicklungszeiten verkürzen. Die Experten am LFT haben einen speziellen Versuchsaufbau entwickelt, um an Proben von hochfesten Stählen das Risskriterium präzise zu ermitteln. Neben den typischen Einflussfaktoren wie Wasserstoffgehalt, Eigenspannungen und Materialgefüge, die parallel eingestellt werden können, ziehen sie dabei die starken Temperaturgradienten in Betracht, die beim Schweißen auftreten. Mit diesem Kriterium füttern die Fachleute am IWM eine Computersimulation, um für beliebige Bauteile und Geometrien zu analysieren, ob Kaltrisse drohen. „Auf diese Weise sind wir in der Lage, für jede Stelle und jeden Zeitpunkt des simulierten Schweißprozesses kaltrissgefährdete Bereiche einer Schweißnaht ausfindig zu machen“, erläutert Schweizer. Auch die Auswirkungen von Gegenmaßnahmen können die Forscher so im Vorfeld überprüfen und nötigenfalls anpassen: Dazu übertragen sie die Ergebnisse wieder in die Simulation zurück, um sie dort weiter anzupassen. Gegenmaßnahmen anpassen und Auswirkungen prüfen Hersteller von Fahrzeugen oder Maschinen könnten mithilfe dieses Verfahrens also zukünftig für ihre Werkstoffe schon im Vorfeld unkritische Schweißparameter und Randbedingungen festlegen – und so den Fertigungsprozess deutlich effizienter und sicherer gestalten. Dies gilt besonders für schwer zu schweißende Materialien mit sehr engen Prozessfenstern hinsichtlich Schweißparametern oder Vor- und Nachwärmtemperaturen. Fraunhofer IWM und LFT testen ihr neues Verfahren derzeit in Kooperation mit der Robert Bosch GmbH und der Thyssen- Krupp Steel Europe AG an laserstrahlgeschweißten Demonstratoren aus hochfesten Stählen. ........................................ Volles Sortiment. Blick fürs Detail Maschinenelemente von Dr. TRETTER • leicht, leise, präzise • Wagen und Schiene beliebig kombinierbar • montagefreundlich • sofort lieferbar Kaltrisse in hochfesten Stählen stellen den Fahrzeug- und Maschinenbau vor große Herausforderungen in der Qualitätssicherung, da sie bislang schlecht vorhersehbar sind. Ein neues Verfahren ermittelt schon im Entwurfsstadium, ob kritische Bedingungen für solche Schäden vermieden werden können. So sinken Entwicklungszeiten und -kosten. Bild: TU Cottbus 73098 Rechberghausen T +49 7161 95334-0 F +49 7161 51096 www.tretter.de
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