Hohlprägen Walzen statt pressen – viel günstiger und kompakter zum Blechteil

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Weil Technology GmbH

MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

G+K Umformtechnik GmbH

Der Platzbedarf einer Presse ist groß, die Betriebs- und Anschaffungskosten für Anlage und Werkzeuge sind enorm. Ein Forschungsprojekt will beweisen, dass es auch einfacher geht.

Die Idee ist so einfach wie bestechend, beginnen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU aus Chemnitz, diesen Bericht! Denn wenn für das Umformen der Linienkontakt einer Walze anstelle der großflächigen Kontaktfläche eines Presswerkzeugs genutzt wird, genügen wesentlich geringere Umformkräfte, um zum Ziel zu kommen, heißt es weiter. Die Walzwerkzeuge kosten außerdem nur zwischen 40 und 50 Prozent eines Umformwerkzeugs für das Pressen. Auch können sie in einer wesentlich kompakteren (und damit preiswerteren) Anlage implementiert werden. Das alleine seien demnach unschlagbare Argumente für die Blechfertigungsbranche – sofern das Umformergebnis den qualitativen Anforderungen genügt. Die Idee wird dabei im Rahmen des Projekts „smartROLL“, bei dem, wie betont wird, das Hohlprägewalzen auf höchstem Niveau angestrebt wird.

Wichtige Daten schon bei der Fertigung kennen

Konkreter heißt das Ziel, zunächst ein System zur Anlagen- und Prozessüberwachung zu entwickeln, das eine wirkstellennahe und inlinefähige Erfassung, Auswertung und Bewertung aller zustands- und prozessrelevanten Kenngrößen beim Walzen von Präzisionsteilen bringt. So stehen Qualitäts- und Prozessinformationen künftig bereits während der Fertigung zur Verfügung. Das sei die Grundlage für eine adaptive Prozessregelung, die Produktqualität, Gesamtanlageneffektivität und Betriebssicherheit nachhaltig verbessere. Dabei werden die Aspekte Mechanik, Prozess und Regelung gemeinsam betrachtet und das Gesamtverhalten des Systems komplett erfasst, so die Forscher. Diese integrierte Herangehensweise erlaube eine ganzheitliche Analyse und Bewertung aller Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität.

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Die Daten müssen sinnvoll zusammengeführt werden

Die Grundlage der Inline-Überwachung bildet eine korrelierte Auswertung verschiedener Datenquellen. Das sind dann nachgerüstete Sensoren in der Maschine (etwa Dehnungssensoren an Walzenlagerungen), Sensoren in den Walzwerkzeugen (zum Beispiel Drehwinkel-, Beschleunigungs- oder Kraftsensoren) sowie Bestandssensorik (Momenten- oder Drehwinkelerfassung). Entscheidend ist nach Ansicht der IWU-Forscher der Einsatz geeigneter Datenfusionsmethoden, um diese heterogenen Daten systematisch kombinieren und integriert auswerten zu können. Denn erst durch die richtige Zusammenführung aller Sensordaten gelinge ein umfassender, auf Daten gestützter Blick auf den Zustand und auf die Leistungsfähigkeit von Maschine und Hohlprägewalz-Prozess. Um Anomalien in den Sensordaten eindeutig einem Ereignis zuordnen zu können, wie etwa einer Qualitätsschwankung, werden die Wirkmechanismen des Hohlwalzprägens sowie der eingesetzten Maschinen- und Werkzeugtechnik in mathematische Modelle überführt, die in ein Diagnosesystem einfließen, das auf Methoden des Maschinellen Lernens (etwa Support Vector Machines) basiert.

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„Mehr Effizienz in der Umformung“ am 15. Juni 2026

Die Fachtagung zeigt, welche Potenziale in Ihrer Produktion ausgeschöpft werden können und bietet Lösungen, die Sie sofort in Ihrem beruflichen Alltag unterstützen. Dabei beleuchtet sie mit praxisnahen Vorträgen die verschiedenen Handlungsfelder, die zu einer Effizienzsteigerung beitragen. Neben den Maschinen selbst stehen dabei auch die nötigen Lösungen aus dem Peripheriebereich wie Werkzeuge, Qualitätssicherung, Instandhaltung, Handhabung und Simulation im Fokus.

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Bipolarplatten für die Wasserstofftechnik günstig in Großserie

Die Auswertelogik und die Modelle werden dann zusammen mit einer optimierten Systemarchitektur in die Maschinensteuerung der Versuchsanlage integriert und echtzeitfähig ausgeführt. Dadurch, heißt es weiter, entsteht zum Einen ein virtueller Zwilling, der Informationen auf verschiedenen Detailstufen bereitstellt und zum Anderen stellt das ein adaptives Regelungssystem auf die Beine, das auf Basis erkannter Schwankungen in Prozess-, Maschinen- und Qualitätsparametern die Prozessstellgrößen anpasst und diese Anpassungen in einer geschlossenen Regelschleife umsetzt. Die Forscher haben die Probe aufs Exempel gemacht! Dabei ging es um Bipolarplatten für Elektrolyseure, die Wasserstoff gewinnen und um Brennstoffzellen, die den gewonnenen Wasserstoff in Strom umwandeln. Der Wirkungsrad von beiden hängt bekanntlich zu einem großen Teil von der Fertigungsqualität der Bipolarplatten ab, die deshalb als Kernelemente gelten. In der „Referenzfabrik.H2“ haben das Fraunhofer IWU und dessen Partner das Hohlprägewalzen von Bipolarplatten bereits großserientauglich gemacht! Im aktuellen Projekt geht es nun darum, die Prozess- und damit die Produktqualität nochmals zu erhöhen. Das soll dann eine Grundlage für die Anwendung Hohlprägewalzens für viele weitere Bauteile und Produkte zu schaffen.

(Das Projekt wird mitfinanziert durch Steuermittel auf der Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes. Projektpartner des Fraunhofer IWU heißen Profiroll Technologies GmbH, Autez GmbH, TIQ Solutions GmbH.)

Halber Preis

Hohlprägewalzen stellt Bipolarplatten wirtschaftlicher her

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