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Umformtechnik

Wie Umformer die Transformation schaffen

| Autor: Stéphane Itasse

Elektromobilität und Industrie 4.0, aber auch neue Werkstoffe und Verfahren sowie Simulationstechniken verändern die Umformtechnik rasant. Einen Ausblick auf die Änderungen und Hinweise, wie sie zu schaffen sind, gab es kürzlich bei einem Kolloquium in Österreich.

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Elektromobilität – der Schrecken der Massivumformer? Noch haben die Unternehmen Zeit, sich umzustellen.
Elektromobilität – der Schrecken der Massivumformer? Noch haben die Unternehmen Zeit, sich umzustellen.
( Bild: Renault )

Wir müssen neu denken, uns neu aufstellen“, forderte Dr. Thomas Herlan, Geschäftsführer der Herlanco GmbH in Karlsruhe, auf dem XXXVII. Verformungskundlichen Kolloquium der Montanuniversität St. Leoben in Zauchensee (Österreich). Noch können die Umformer mit der Einteilung in Blech- und Massivumformung nach DIN 8582 gut leben, doch neue Verfahren sind im Kommen.

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So forscht die Universität Erlangen intensiv im Bereich der Blechmassivumformung, also zum Umformen von Blechen mit Verfahren aus der Massivumformung. Ein anderes Beispiel findet sich nach Herlans Worten beim Kaltfließpressen: In Induktionsanlagen werden Rohteilabschnitte zuvor auf 260 bis 280 °C erwärmt. Damit ist noch nicht der Temperaturbereich der Halbwarmumformung erreicht, der nach gängiger Definition zwischen 550 und 850 °C liegt. Weitere Nischenverfahren wie das inkrementelle Umformen oder das lokale Erwärmen gewinnen ebenfalls an Bedeutung. Mit Rundkneten oder Rundhämmern verzeichnen Unternehmen wie GFM oder Felss bereits über Jahrzehnte beachtliche Wachstumsraten. Bei Verfahren wie Taumelumformen, oszillierendes Umformen oder Tube+ von Felss wird erst begonnen, das Potenzial zu erschließen.

Additive Fertigung eröffnet Möglichkeiten

Daneben machte Herlan noch zwei weitere Einflussfaktoren auf die Umformtechnik aus. Einerseits verändert die Additive Fertigung die Massivumformung erheblich. So wurden zum Beispiel Implantate früher über Maß geschmiedet und dann mit Spanabhebung auf Maß gebracht – bei einem Werkstoffpreis von 38 Euro je Kilogramm. Herlanco hat sich nun die Idee, ein Gelenkimplantat unter Maß zu schmieden und durch Laserauftragschmelzen auf Maß zu bringen, patentieren lassen. Derzeit erprobt das Unternehmen zudem Kaltfließpress-Matrizen mit additiv hergestellten Komponenten.

Der zweite Faktor ist die Simulation. „Umformtechnik ist heute ohne Simulation gar nicht mehr denkbar“, sagte Herlan. Nicht zuletzt ist die Crashsimulation für ihn nichts anderes als eine Anwendung von Umformtechnik.

Weitere Veränderungen sieht er bei den Werkstoffen auf die Branche zukommen. Es geht immer noch darum, Kerbschlagzähigkeit und Streckgrenze sowohl für die Werkstück- als auch für die Werkzeugwerkstoffe zu erhöhen, „auch wenn es immer ein Kompromiss ist“. Hinzu kommen hybride Werkstoffe, zum Beispiel sind Pressluft-Tauchflaschen mit außen Aluminium und innen Stahl heute Stand der Technik. Weitere Möglichkeiten sieht es in der Verwendung von Metall und Kunststoffen.

Folgen der Megatrends für Umformer

Schließlich haben die aktuellen Megatrends auch für die Umformtechnik direkte Folgen. Herlan erwartet für die Branche vor allem einen Fachkräftemangel durch die Alterung der Gesellschaft, und zwar vom Facharbeiter bis zum akademischen Umformtechniker, intelligente Produktionssysteme und eine IT-Durchdringung von der Stahlerzeugung bis zum Recycling eines Umformproduktes.

Einen genaueren Blick auf diese Megatrends für die Massivumformung nahm Prof. Ekkehard Körner vom Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart vor. Aus dem Wachstum der Weltbevölkerung und den Klimaschutzzielen ergeben sich erhebliche Herausforderungen für die Automobilbranche und ihre Zulieferer und damit auch für die Massivumformer. Hybridfahrzeuge könnten zumindest übergangsweise auf größeren Strecken interessant sein, doch für den Pendelverkehr zu größeren Städten rechnet Körner mit einem Verbot für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. „Die Elektromobilität ist auch das, wovor sich die Mitarbeiter am meisten fürchten“, erläuterte er. Allerdings dürften Elektroautos die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor zunächst vor allem ergänzen. „Erst nach 2040 wird die Elektromobilität der dominante Bereich sein, womit wertvolle 20 Jahre verbleiben, in denen sich die Umformbetriebe vorbereiten können“, sagte Körner.

Um diesen Wandel zu schaffen, sollten Massivumformer ihr Teilespektrum analysieren, um herauszufinden, wie sehr sie von den anstehenden Änderungen betroffen sein werden. Außerdem sollten sie von ihrem Vertrieb jedes Jahr 2 bis 3 % zusätzlichen Umsatz außerhalb der konventionellen Fahrzeugantriebe einfordern, gleich ob aus der Elektromobilität oder automobilfernen Branchen. Mit den Erlösen aus den konventionellen Aufträgen sollen die Unternehmen über zusätzliche Volumina Innovationsinitiativen finanzieren. Schließlich sei es auch wichtig, die Zukunftsängste der Mitarbeiter zu reduzieren, indem man sie an den Überlegungen möglichst breit beteiligt sowie durch eine faire Kommunikation und Information.

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Über den Autor

Stéphane Itasse

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