Ressourcensparend
Neues Schmiedeverfahren senkt Gratanteil und Energieverbrauch
Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) hat ein neues Schmiedeverfahren entwickelt, das den Gratanteil beim Schmieden von Kurbelwellen von 54 auf 7 Prozent senkt und zudem rund 20 Prozent Energie spart. Das Verfahren steht kurz vor der Anwendungsreife.
Mit Fördergeldern der EU und in Kooperation mit spanischen, rumänischen und türkischen Unternehmen haben die Forscher des Institutes für Produktion Hannover (IPH) ein neuartiges mehrdirektionales Schmiedeverfahren entwickelt, das den Gratanteil beim Schmieden einer Zweizylinderkurbelwelle erheblich senkt. Beim konventionellen Schmiedeverfahren müssen, um eine 7 Kilogramm schwere Kurbelwelle zu schmieden, 10,8 kg Stahl eingesetzt werden. Dies entspricht einem Gratanteil von 54 Prozent. Mit dem neuartigen Verfahren werden für eine Kurbelwelle gleichen Gewichtes nur noch 7,5 kg Stahl benötigt, ein Gratanteil von nur noch 7 Prozent. Das Verfahren verbraucht zudem 20 Prozent weniger Energie, da die zu erhitzende Stahlmenge geringer ist.
Beim mehrdirektionalen Schmieden wird das Werkstück nicht wie im herkömmlichen Verfahren ausschließlich durch Druck von oben umgeformt, wodurch überschüssiges Material als sogenannter Grat zu den Seiten entweicht, der entfernt werden muss. Beim mehrdirektionalen Schmieden wird der erwärmte Stahl gleichzeitig Druck von allen Seiten ausgesetzt, sodass der Stahl sich kontrollierter in Form pressen lässt und weniger Materialüberschuss entsteht.
Im Rahmen des EU-Projekes REForCh, »Resource efficient forging process chain for complicated high duty parts« – zu Deutsch »Ressourceneffiziente Schmiedeprozesskette für komplizierte Hochleistungsbauteile« wurde das Verfahren jetzt erstmals erfolgreich im industriellen Umfeld erprobt. Das Institut für Elektroprozesstechnik (ETP) der Leibniz Universität Hannover hat sich mit der Auslegung der induktiven Erwärmungsprozesse sowie der Energiebilanz des Schmiedeverfahrens auseinandergesetzt. Die spanische Firma Aurrenak hat das Umformwerkzeug hergestellt, das sich in eine ganz normale Exzenterpresse einsetzen lässt und den Pressendruck so umleitet, dass der Stahl gleichzeitig von oben und von den Seiten umgeformt wird. Das Schmiedeunternehmen Omtaş Otomotiv Transmisyon Aksami hat mit dem mehrdirektionalen Werkzeug bereits Prototypen von Zweizylinderkurbelwellen für Quads und Schneemobile hergestellt und möchte das Verfahren jetzt auf die Herstellung weiterer Kurbelwellentypen übertragen. Aus REForCh-Mitteln wurde die Entwicklung mit 1,1 Millionen Euro unterstützt.
Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gibt die Erkenntnisse aus dem Projekt gern weiter und berät Unternehmen zum mehrdirektionalen Schmieden. Ansprechpartner ist Dr.-Ing. Malte Stonis, zu erreichen ist er unter der Telefonnummer (0511) 279 76-336 oder per E-Mail an stonis@iph-hannover.de.
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