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.

Trends

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

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

Forschungsschwerpunkte

Intelligente Werkzeuge und Prozessführung

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

Generative Werkzeugfertigung

  • Entwicklung neuartiger Werkzeuge und Formen aus Stahl mit integrierten konturnahen Kühl- und Temperierkanälen für die Ur- und Umformtechnik
  • Integration weiterer Zusatzfunktionen in Werkzeuge und Formen zur Effizienzsteigerung im Einsatz der Werkzeuge

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 
  • Bewertung der Randzoneneigenschaften und Erprobung beschichteter Demonstratoren

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

Referenzprojekte

aus dem Bereich Werkzeug- und Formenbau

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

Maschinenuntersuchung

  • Eigenschaftsanalyse von Pressen
  • Verkürzung der Einarbeitungszeit von Werkzeugen

Unser Leistungsangebot

  • 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