Werkzeug- und Formenbau

Entwicklung und Optimierung wirtschaftlicher Werkzeugkonzepte

Im Fokus unserer Forschungsarbeiten steht die Entwicklung und Optimierung wirtschaftlicher Werkzeugkonzepte und Betriebsmittel zur Umsetzung neuer oder erweiterter Umformtechnologien. Eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen erfordert den Einsatz neuer Werkzeugkonzepte. Wesentlich hierbei sind die Steigerung der Produktivität allgemein und die Senkung der Kosten für die Betriebsmittel. Realisiert werden kann das durch verschiedene Ansätze, welche maßgeblich durch das Produktionsumfeld als auch durch die anvisierten Stückzahlen beeinflusst werden. So ist es beispielsweise bei einer Massenfertigung sinnvoll durch geeignete Sensorik und Aktorik Schwankungen auszugleichen und so eine hohe Ausbringung zu gewährleisten. Für die Fertigung von Prototypen und kleinen Stückzahlen ist die Reduzierung der Werkzeugkosten zielführend. Zentraler Ansatz hierfür ist die deutliche Reduzierung des bauteilspezifischen Formspeichergrades der Werkzeuge und Betriebsmittel.

Intelligente Werkzeuge und Prozessführung

  • Entwicklung und Test robuster Sensor- und Aktortechnik
  • Monitoring von Maschinen- und Prozessdaten
  • Analyse und Auswertung der aufgezeichneten Daten

Forschungsprojekte:

Generative Werkzeugfertigung

Forschungsprojekte:

Verschleißschutz

  • Aktivteilbeschichtungen für Scherschneidtechnologien
  • Ermittlung von Materialkennwerten unterschiedlichster Verschleißschutzwerkstoffe
  • Anforderungsgerechte Auslegung von Verschleißschutzbeschichtungen über FEM-Simulation
  • Prozesskettenentwicklung für die Endbearbeitung von hochverschleißfesten Werkstoffen und Beschichtungen
  • Auslegung der Mikro- und Makrogeometrien von Zerspanungswerkzeugen
  • Einsatz hybrider Verfahren für die Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide
  • Ermittlung optimaler Zerspanwerkzeugkonzepte und Prozessparameter über technologische Grundlagenuntersuchungen
  • Bewertung der Randzoneneigenschaften und Erprobung beschichteter Demonstratoren zur Ermittlung von Verschleißschutzeigenschaften

Forschungsprojekte:

  • Energiesparendes und hochpräzises 3D-Scherschneiden
  • Beschichtung HGSS
  • Scherschneidstrategien UHSS
  • Entwicklung innovativer Frästechnologien für Hartmetalle und Keramiken
  • Prozesskettenentwicklung für den Einsatz von auftraggeschweißten Verschleißschutzschichten für Aluminiumdruckgusswerkzeuge

Effektives Thermomanagement für temperierte Werkzeuge

  • Planung und Auslegung der Temperierungsstruktur
  • Optimierung von Kanalgeometrie und –führung
  • Gekoppelte thermo-mechanische Simulation
  • Ermittlung werkstofftechnischer und technologischer Parameter zur geeigneten Abbildung des Thermohaushaltes des Systems Werkstück und Werkzeug
  • Test und Erprobung von externem, aber auch werkzeugintegriertem Wärmeeintrag in das Bauteil bzw. in die Umformzone

Forschungsprojekte:

Reduzierung des bauteilspezifischen Formspeichergrades

  • Erprobung und Entwicklung inkrementeller Umformtechnologien
  • Entwicklung und Bewertung alternativer Prozessketten zur wirtschaftlichen Fertigung von Prototypen und kleinen Stückzahlen
  • StaBiFü® => Umwandlung klassischer Tiefziehteile in Stanz-Biege-Füge-Teile

Forschungsprojekte:

Mechanische Bearbeitung

Forschungsprojekte:

Maschinenuntersuchung und Rückführung in die Konstruktion

Forschungsprojekte:


 Werkzeugbau in der Kaltmassivumformung ansprechen

  • Verwendung von profilgeschliffenen Walzwerkzeugen

 Forschungsprojekte:

  • Warmwalzen von Stirnrädern
  • Nachwalzen von Sinterrädern
  • Kaltwalzen von Laufverzahnungen

Erhöhung der Ausbringung, Verkürzung von Durchlaufzeiten, Senkung von Fertigungskosten durch:

  • intelligente Werkzeuge
  • intelligente Prozessführung
  • Integration zusätzlicher Operationen und Entwicklung neuer Fertigungs- und Maschinenkonzepte  

Prozesskettenentwicklung

  • Marktanalyse
  • Prozesskettenuntersuchung
  • Prozessoptimierung
  • Kosten-Nutzen-Rechnung
  • Entwicklung von Fertigungskonzepten
  • Grob- und Feinplanung technologischer Verfahren
  • technologische Dimensionierung von Bearbeitungsmaschinen
  • Empfehlungen zu Maschineninvestitionen

Entwicklung und Bewertung von Bearbeitungsstrategien

  • Marktanalyse
  • Machbarkeitsstudie
  • Technologieentwicklung
  • Erarbeitung von Verfahrenskennwerten
  • Erarbeitung optimaler Bearbeitungsstrategien
  • Benchmarking von CAD/CAM-Systemen

Qualitätssicherung

  • photogrammetrische Geometrieerfassung von Bauteilen und Werkzeugen
  • Vermessen von Mikrobauteilen durch konfokale Mikroskopie und Streifenprojektion
  • Maschinen- und Werkzeugvermessung durch Laser-Tracker 

Werkzeugkonzepte, Methodenplanung sowie Werkzeugkonstruktion für konventionelle Blechumformprozesse-Presshärten von Blechen und geschlossenen Profilen mit anschließendem Hartbeschnitt

  • Warmumformung von Leichtmetallen
  • Umformung mit integriertem Plastspritzen
  • Rohreinrollprozesse
  • Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) von 2D- und 3D-Geometrien
  • HGSS von (endlosen) Rohren und Profilen
  • Scherschneidstrategien/Prozessauslegung zur Verarbeitung höchstfester Stähle 

Werkzeugkonzepte, Methodenplanung sowie Werkzeugkonstruktion für konventionelle Massivumformprozesse

  • Profilschleifen von Walzwerkzeugen bis Durchmesser 300 mm zum Warm- und Kaltwalzen von Stirnrädern und rotationssymmetrischen Profilen 

Mikro- und Präzisionsfertigung im Werkzeugbau

  • Generative Fertigung im Werkzeugbau 

Maschinentechnik

  • 5-Achs-Hexapod-Fräsmaschine Mikromat
    6X HEXA
  • 5-Achs-Multifunktionsmaschine Dynapod
  • 5-Achs-Fräsmaschine DIGMA 850 HSC
  • 5-Achs-Mikrobearbeitungszentrum KUGLER
  • 4-Achs-Waagerecht-Bearbeitungszentrum HEC
    500D XXL
  • 5-Achs-Bearbeitungszentrum HEC 630 X5
  • 3-Achs-Senkrecht-Bearbeitungszentrum
    Mikron VCP 1000
  • CNC-Drehmaschine N20 mit Hochdruckeinheit
  • Dreh-Fräszentrum GMX 250 linear

Software

  • CAD-Systeme: Inventor, Pro-Engineer, CATIA
  • CAM-Systeme: Tebis, GIB CAD&CAM
  • Finite-Elemente-Software: ABAQUS, MARC,
    ANSYS, DEFORM

Verfügbare Kühlschmierstofftechnik

  • MMS-Einkanalsystem: Vogel und Lubrix
  • MMS-Zweikanalsystem: Bielomatik
  • Aerosol-Trockenschmierung mit CO2-Kühlung: Aerosol Master 4000 c, Rother
  • CO2-Kühlsystem mit MMS: Chil Aire EI 3120, CoolClean

Verfügbare Messtechnik

  • Koordinatenmessmaschine PRISMO7S-ACC
    (ZEISS)
  • Diverse optische Rauheits- und Profilmess-
    geräte
  • Konfokales Mikroskop, ITO Uni Stuttgart
  • Weißlichtinterferometer, ITO Uni Stuttgart
  • MikroCAD, GFM Teltow
  • Raster-Elektronen-Mikroskop, LEO Ober-
    kochen
  • EDX-System, Oxford Instruments
  • Tastende Rauheits- und Profilmessgeräte
    HOMMEL und Mitutoyo
  • Formmessgerät F2002, HOMMEL
  • Ultraschallwanddickenmessgeräte
  • Profilprojektor PJ300