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Institut für Integrierte Produktion Hannover Neuartiger Schmiedeprozess spart 20 % Stahl

| Redakteur: Stéphane Itasse

Common-Rails lassen sich künftig mit weniger Material herstellen dank eines neuartigen Schmiedeprozesses, den das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) mit Partnern entwickelt hat. Dabei wird das Bauteil mittels Querkeilwalzen vorgeformt und anschließend fertiggeschmiedet, sodass weniger Grat entsteht als bisher.

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Vorformen ohne Grat: Beim Querkeilwalzen wird das Rohteil in Form gerollt statt gepresst.
Vorformen ohne Grat: Beim Querkeilwalzen wird das Rohteil in Form gerollt statt gepresst.
(Bild: IPH )

Beim klassischen Gesenkschmieden wird ein Rohling aus Stahl auf rund 1200 °C erwärmt und in eine zweigeteilte Form gelegt, das Gesenk. Werden die beiden Gesenkhälften aufeinander gepresst, fließt das heiße Metall in die Form. Überschüssiges Material entweicht zu den Seiten und bildet den Grat. Wenn das Bauteil abgekühlt ist, wird der Grat entfernt.

Klassisches Gesenkschmieden verursacht viel Abfälle beim Schmiedegrat

Schmiedeunternehmen gehen damit sicher, dass die Form vollständig ausgefüllt wird und keine fehlerhaften Bauteile entstehen. Allerdings gehen auf diese Weise erhebliche Mengen an Material verloren, zumal oft mehrere Schmiedeschritte notwendig sind, um komplizierte Bauteile herzustellen.

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Ein Common-Rail für Lastwagen beispielsweise benötigt bei der Herstellung 9,3 kg Edelstahl. Nach zwei Schmiedeschritten, bei denen jeweils Grat entsteht, wiegt das fertige Bauteil nur noch 6 kg. Bei der Herstellung von 1000 Common-Rails werden somit mehr als 3 t Edelstahl verschwendet.

Querkeilwalzen erspart den Schmiedegrat im ersten Fertigungsschritt

Im Forschungsprojekt Covaform hat das IPH deshalb ein neues Herstellungsverfahren entwickelt, das laut den Computersimulationen der Wissenschaftler rund 20 % Material spart. Dabei wird das Bauteil mittels Querkeilwalzen vorgeformt: Das heiße Metall wird nicht in ein Gesenk gepresst, sondern zwischen zwei Keilen in Form gerollt. Beim Querkeilwalzen entsteht keinerlei Grat. Zwar ist weiterhin ein zweiter Schmiedeschritt nötig, bei dem Material verloren geht. Jedoch genügen für die Herstellung des Common-Rails nun 7,5 statt der ursprünglichen 9,3 kg Edelstahl.

Gefördert wird das Forschungsprojekt Covaform von der Europäischen Union. Neben dem IPH beteiligen sich zwei weitere Forschungsinstitute und vier Industrieunternehmen aus fünf Ländern, darunter ein Werkzeugbauer aus Spanien sowie ein Schmiedeunternehmen aus der Türkei.

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