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HLProKet – Hochleistungsprozesskette in der Großserienfertigung

Laufzeit:01.08.2014 bis 31.07.2017.
Förderung:BMBF, Projektträger Karlsruhe (PTKA-PFT)
Kontakt:kuhlemannifw.uni-hannover.de

Bild HLProKet – Hochleistungsprozesskette in der Großserienfertigung

Sowohl im Fahrzeug- als auch im Maschinen- und Anlagenbau werden hochbelastete und hinsichtlich Bauraum und Gewicht optimierte Maschinenelemente eingesetzt. Diese Maschinenelemente, wie bspw. Antriebsgelenkwellen für Kraftfahrzeuge, werden in komplexen Prozessketten, bestehend aus einer endkonturennahen Weichbearbeitung mittels trennender und umformender Fertigungsverfahren, einem Wärmebehandlungsprozess und mehreren spanenden Hartfeinbearbeitungsprozessen, hergestellt. Die Produktivität der Weichbearbeitungsprozesse ist enorm hoch doch von geringer Flexibilität. Der anschließende Wärmebehandlungsprozess ist für die Erzeugung von erforderlichen Verschleiß- und Festigkeitseigenschaften der Bauteile notwendig. Gleichzeitig ist dieser der kritische Punkt in der Herstellung hinsichtlich schwer kalkulierbarer Härteverzüge und unerwünschter Verformungen. Aufgrund der auftretenden Bauteilverzüge muss eine zeit- und kostenaufwendige Qualitätsprüfung und ggf. Hartfeinbearbeitung erfolgen.

Ziel dieses Forschungsprojekts HLProKet ist es daher, mit Hilfe von Hochleistungsfertigungsverfahren die Prozesse der Weichbearbeitung und Wärmebehandlung derart zu qualifizieren und aufeinander abzustimmen, dass auf die anschließende Hartfeinbearbeitung verzichtet werden kann. Ferner soll unter gleichbleibender Produktivität eine deutliche Flexibilitätssteigerung der Prozesskette erfolgen.

Dazu werden die heute für die Herstellung eines Maschinenelements eingesetzten Fertigungsverfahren Ringwalzen und Stanzen durch ein zu erarbeitendes Hochleistungsfertigungsverfahren Drehwalzen und durch ein wirtschaftliches Hochleistungsfräsen substituiert. Die geometrieerzeugende Bearbeitung wird hierbei auf einer Maschine angestrebt und entwickelt, der eine Anlage zur Wärmebehandlung nachgeschaltet ist. Durch die derart gestaltete Prozesskette und die eingesetzten Hochleistungsfertigungsverfahren wird erstmals eine prozesskettenübergreifende, autonome Qualitäts- und Prozessregelung möglich, die im Projekt prototypisch für Komponenten in der Automobilfertigung umgesetzt und validiert wird.

Bei erfolgreicher Umsetzung wird eine Prozesskettenreduzierung durch Wegfall der Hartfeinbearbeitung erreicht und die Bearbeitungszeit um 30 v.H. gesenkt. Die Forschungsergebnisse sind auf weitere Produkte und ähnliche Prozessketten, wie z. B. im Bereich der Antriebstechnik für die Fertigung von Lagern, Führungen und Getrieben, übertragbar und von hohem Interesse. Die Ergebnisse werden über geeignete Transferveranstaltungen und Publikationen der Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht.

 

 

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