Umformwerkzeuge zum Tiefziehen großer Bauteile verschleißen an den Kanten besonders schnell. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen hat deshalb gemeinsam mit der Mühlhoff Umformtechnik GmbH und weiteren Partnern ein Laserverfahren weiterentwickelt, mit dem sich an besonders beanspruchten Oberflächen lokale Verschleiß-Schutzschichten auftragen lassen. Die teuren Werkzeuge halten dadurch mehr als 2,5 mal so lange wie bisher – eine immense Zeit- und Kostenersparnis im täglichen Einsatz.
Während der Werkzeugbau-Fachmesse EuroMold 2013 zeigte das Fraunhofer IPT in Halle 11 an Stand C68 ein aktuelles Beispiel direkt aus der Produktion: ein Tiefziehwerkzeug für die Herstellung von Motorkomponenten eines Automobils mit einem neuen Verschleißschutz im Vergleich zu einem herkömmlichen Werkzeug.
Die Aachener Ingenieure entwickelten zum Schutz der Werkzeugoberfläche ein 5-achsiges Verfahren für das Laserauftragschweißen weiter. Ein Zusatzwerkstoff wird dabei punktgenau auf die Oberfläche aufgetragen und bewahrt die empfindlichen und besonders beanspruchten Kanten des Werkzeugs gezielt vor Verschleiß. Der Vorteil für Mühlhoff: längere Werkzeugstandzeiten und damit auch eine dauerhaftere Reproduzierbarkeit der gefertigten Bauteile.
Um den Verschleißschutz haltbar auf das Werkzeug aufzutragen setzten die Partner innerhalb der Innovationsallianz »Green Carbody Technologies« InnoCaT auf eine herkömmliche 5-Achs-Fräsmaschine, die mit einem Diodenlaser ausgestattet wurde. Eine eigens entwickelte CAx-Software, mit der der voll automatisierte Schweißprozess bereits im Vorfeld simuliert werden kann, steuert den Laser schließlich anhand der optimierten Prozessparameter präzise über die Werkzeugoberfläche.
Die Mühlhoff Umformtechnik GmbH hat das bearbeitete Werkzeug bereits im industriellen Einsatz erprobt und zeigte nun gemeinsam mit dem Fraunhofer IPT auf der EuroMold das erfreuliche Ergebnis der gemeinsamen Arbeiten: Die stark belasteten Werkzeugoberflächen sind selbst nach mehr als 140 000 Tiefziehvorgängen sichtlich weniger beschädigt als beim Vergleichswerkzeug ohne Schutzschicht.
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| 5-achsiges Verfahren zum Laserauftragschweißen zur Verlängerung der Standzeiten |
Die Mühlhoff Umformtechnik GmbH aus Uedem fertigt komplex umgeformte Bauteile für die Automobilindustrie. Zu ihren Kunden gehören nahezu alle namhaftenAutomobilhersteller und deren Zulieferer weltweit. Mühlhoff fertigt Karosserie- und Montagebauteile sowie Komponenten für den Motor und Getriebestrang. Verarbeitet werden Stahl und Aluminium, die kalt umgeformt werden.
Mehr als 60 Partner aus Industrie und Forschung traten im Jahr 2010 zur Innovationsallianz »Green Carbody Technologies« InnoCaT an, um an Innovationen und Synergien entlang der Prozesskette im Automobil zu forschen. In fünf Verbundprojekten und 30 Teilprojekten wurde erstmals die komplexe Produktions- und Prozesskette ganzheitlich und aus Sicht der Ressourceneffizienz untersucht – vom Werkzeugbau über das Presswerk und den Karosseriebau bis hin zur Lackierung der Rohkarosserie. Dabei entstanden nicht nur technische Lösungen, sondern auch ganzheitliche Ansätze zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz.
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