Walzprofilieren von Bauteilen mit über der Längsachse veränderlichem Querschnitt
Peter Groche, Adrian Istrate, Roland Mueller, Volker Ulbricht
Die Entwicklung eines innovativen Werkzeugkonzepts zum Walzprofilieren von Bauteilen mit über der Längsachse veränderlichen Querschnitten, das mit Hilfe von FE-Berechnungen zunächst verifiziert wurde, bildete die Grundlage für die Entwicklung, Auslegung und Konstruktion eines neuartigen, angetriebenen und automatisierten Walzprofiliergerüsts.
Im Rahmen einer numerischen Sensitivitätsanalyse wurden der Einfluss maßgeblicher Prozessparameter, wie das Aufweitverhältnis, die Schenkelhöhe, die Blechdicke und die Stufenfolge für die Durchführung experimenteller Untersuchungen ermittelt.
Die Entwicklung eines intelligenten Bewegungsmechanismus bildete die Voraussetzung für die anlagentechnische Umsetzung des innovativen Werkzeugkonzepts, das in einer neuartigen Konstruktion realisiert worden ist.
Das von der Funktionsstruktur sehr wirkungsvolle Steuerungskonzept bietet zusammen mit der eigens für dieses Forschungsprojekt entwickelten Programm- bzw. Bedienoberfläche einerseits einen sehr hohen Bedienkomfort andererseits eine sehr große Flexibilität, da die Werkzeugsteuerung grafisch auf eine zu fertigende Werkstückgeometrie einstellbar ist.
Mit der Realisierung einer Versuchsanlage und der experimentellen Untersuchung des neuartigen Verfahrens, konnten Bauteile mit über der Langsachse veränderlichen Querschnitten hergestellt werden, wodurch der Nachweis für die Machbarkeit des Verfahrens erbracht worden ist.
Die Entwicklung zu immer kürzeren Produktlebenszeiten und zu kleineren Losgrößen bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an Design und Bauteilkomplexität, stellt die umformtechnischen Fertigungsverfahren vor neue Aufgaben, die unter zunehmendem Kostendruck gelöst werden müssen. Mit der Entwicklung eines Verfahrens zum Walzprofilieren von Bauteilen mit veränderlichen Querschnitten wurde das herstellbare Bauteilspektrum des Verfahrens maßgeblich erweitert. Dadurch wurde der Weg für die Herstellung komplexer, belastungsangepasster Strukturbauteile in einem kontinuierlichen, sehr wirtschaftlichen Fertigungsprozess geebnet, die bislang entweder gar nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand gefertigt werden konnten.
Neben den bereits bestehenden Anwendungsmöglichkeiten stellt die Bauteilgruppe von Profilen mit variierenden Querschnitten ein großes Marktpotential für Produktbereiche dar, die die Profiliertechnik bislang entweder nicht genutzt haben oder diese nicht nutzen konnten. Der Einsatz veränderlicher Profile und deren Integration in eine Gesamtstruktur wird in vereinzelten Branchen zwangsläufig zu neuen Konstruktionskonzepten und Fertigungsstrategien führen, die technische Verbesserungen und größeren wirtschaftlichen Nutzen versprechen.
