Forschungsprojekt

Zielbranche

Automobilindustrie, Fahrzeug- und Verkehrstechnologien, auch: Antriebstechnik, Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen, Leichtbau, Luftfahrttechnik, Maschinenbau, Metallerzeugung und -bearbeitung, Nutzfahrzeugbau, Schienenbau, Schiffsbau, Stahlbau, Umformtechnik, Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschung, Umwelttechnik, Weiße Ware, Werkzeugmaschinenbau

Problemstellung

Eine Gradierung kann durch lokal verteilte Erwärmung erreicht werden. Damit wird es möglich, einzelne Bereiche im Werkstück zu härten und die Duktilität der verbleibenden Bereiche zu erhalten, was für nachfolgende Beschnittverfahren und das Crashverhalten von Fahrzeugstrukturen von Vorteil ist. Um dies zu realisieren, müssen separate Wärmezonen unabhängig voneinander regelbar sein. Vergleichbar zum Bügeleisenprinzip übertragen sie die thermische Energie mittels Wärmeleitung durch zwei gegenüberliegende Bügel- bzw. Formplatten. Die Kontur der Formplatten kann dabei dem zu erwärmenden Bereich im Blech angenähert sein.

Lösung

Die in Zusammenarbeit mit der Firma Schwartz GmbH speziell für dieses neue Erwärmungskonzept entwickelte Anlage wurde am Fraunhofer IWU in Betrieb genommen. Im Rahmen von Forschungsprojekten werden hier unterschiedlichste Prozessparameter untersucht und das Verfahren für die Serienreife optimiert. So ist es möglich, Einstellungen wie z. B. den Anpressdruck der Platten zu variieren, wodurch der Wärmestrom ins Werkstück beeinflussbar ist. Die Erwärmung der insgesamt zwölf Wärmezonen ist in der Anlage mit energieeffizienten Rekuperatorbrennern realisiert worden. Zwei voneinander unabhängige Einheiten heizen mit diesen ein Stahlblech bis auf 950 °C in einer Taktzeit von minimal 15 Sekunden auf. Dafür wurde eine Gasleistung von 500 Kilowatt installiert. Minimale Temperaturverluste beim Blechtransfer ermöglicht das am Fraunhofer IWU entwickelte vollautomatische Handlingsystem. Dieses fördert die Werkstücke durch die gesamte Anlage bis hin zur Presse. Der Transfer ist mit den Erwärmungseinheiten höhenverstellbar, wodurch unterschiedlichste Umformwerkzeuge genutzt werden können. Über die stufenlos verstellbaren Achsen ist die Anlage außerdem in der Lage, verschiedenste Blechgrößen und Materialien zu erwärmen.