Der Geschäftsbereich MD der Siemens AG übernimmt für das Verbundprojekt 'MarGet' die Konsortialführerschaft. Diesem gehören das IWU in Chemnitz, die Dreiling Maschinenbau GmbH in Geisleden sowie die Westsächsische Hochschule Zwickau an. Ziel ist es, das Verfahren Bohrungsdrücken/Drückwalzen für die Herstellung von Hohlwellenbauteilen im marinetypischen Dimensionsbereich qualifizieren. Dazu ist eine entsprechende Demonstrationsanlage für die inkrementelle Umformung zu entwickeln, zu bauen und zu erproben. Die Nutzung dieser innovativen Technologie ermöglicht es uns, Schiffsgetriebewellen materialeffizient, ressourcenschonend und kostengünstig herzustellen. Neben verbesserten Bauteileigenschaften, sind auch Einspareffekte bei Folgeoperationen zu erwarten. Die Siemens MD wird für die Grundlagenversuche, für die Erwärmungsversuche sowie für die Demonstrationsbauteile das Material gemäß den technischen Lieferbedingungen bereitstellen und vorbearbeiten, die Versuche zur Kennwertbestimmung planen und erzeugt nötige Prüfteile aus den Versuchsteilen der Grundlagenuntersuchungen sowie der Demonstratorbauteile. Die Prüfungen werden in Absprache mit einer für den Marinebereich zuständigen Zertifizierungsgesellschaft -hier der DNV GL- durchgeführt. Das produktionstechnische Projektziel ist die Entwicklung, Darstellung und Optimierung neuer Prozessketten für maritime Getriebebauteile, die die neu zu entwickelnde inkrementelle Bohrungsdrücktechnologie beinhalten und diese mit derzeitigen Prozessketten bzgl. finaler Bauteileigenschaften, Herstellkosten, notwendiger Investitionen oder Lieferalternativen zu vergleichen. Nach erfolgreicher Verfahrenserprobung am Demonstratorbauteil wird neben der begleitenden Zertifizierung durch den DNV GL eine technische Lieferbedingung für umgeformte Maritimbauteile erstellt. 1. Segmentanalyse Schiffsgetriebewellen 2. Anforderungsanalyse Produkt und Prozess 3. Fertigungsplanung / Prozesskettenintegration 4. Zertifizierung der Gesamtprozesskette.
Ziel des Verbundvorhabens unter Beteiligung von vier Industrie- und zwei Forschungspartnern ist es, technische Grundlagen für innovative Scherschneidstrategien zur Verarbeitung von hoch- und höchstfesten Stählen (ultra high strength steel - UHSS ) zu entwickeln. Diese Stähle weisen eine Zugfestigkeit von über 1.000 N/mm2 auf und lassen sich derzeit nicht prozesssicher sowie mit ausreichender Standmenge der Werkzeug-Aktivteile durch konventionelle Scherschneidverfahren bearbeiten. Deshalb kommt aktuell in der Automobilindustrie fast ausschließlich das energieintensivere Laserschneiden für Bauteile aus diesen Stählen zum Einsatz, anstelle des äußerst wirtschaftlichen Scherschneidens mit mechanischen Werkzeugen. Zur Erhöhung der Werkzeugstandmenge bei der Verarbeitung von UHSS sind deshalb Strategien erforderlich, die die stoßartige Belastung des Schneidstempels während des Durchtrennens des Blechwerkstoffes minimieren. Untersucht werden deshalb zum einen das Genauschneiden von UHSS-Blechen und zum anderen ein neu entwickeltes Schneidverfahren, das 'Scherschneiden im Fluid (SIF)'. Durch eine prozesssichere Fertigung von Bauteilen aus hochfesten Blechwerkstoffen kann das nachträgliche, kosten- und zeitintensive Härten entfallen und damit die Prozesskette insgesamt verkürzt werden. Dies gestattet die Einsparung von Energie und Material in der Blechbearbeitung, denn neben dem Entfall der Wärmebehandlung eröffnet sich mit dem Einsatz der hochfesten Blechwerkstoffe auch die Möglichkeit zur Reduzierung der Blechdicke von Bauteilen - unter Beibehaltung der Bauteileigenschaften. Neben dem konventionellen Scherschneiden als Referenzverfahren stehen speziell im Mittelpunkt der Untersuchungen an der Professur UFF der TU Chemnitz deshalb die alternativen Verfahren Genau- sowie Konterschneiden. Auf der Basis der Definition von produkt-, werkzeug- und maschinenspezifischen Anforderungen erfolgen die Konzipierung und die Umsetzung eines Versuchswerkzeuges mit einem modularen Aufbau zur Realisierung umfangreicher systematischer Experimente zu den drei Schneidverfahren. Zum besseren Prozessverständnis sowie zur Abschätzung der zu erwartenden Prozesskräfte/der Belastungssituation wird im Vorfeld der praktischen Tests die numerische Berechnung mittels FE-System durchgeführt. Ein wichtiger Aspekt der Forschungstätigkeit ist weiterführend die Auswahl eines geeigneten tribologischen Systems in enger Zusammenarbeit mit den beteiligten Projektpartnern. Aufbauend auf der Ergebnisauswertung sowie dem Vergleich zum Scherschneiden im Fluid werden die Verfahren bzgl. ihrer Eignung für das Schneiden von UHSS evaluiert und Handlungsempfehlungen für die Umsetzung in den Unternehmen der Blechverarbeitung abgeleitet.
Zurzeit kann das Leichtbaupotential einer Bauweise von pressgehärteten Profilen in Verbindung mit Leichtmetallen wie z.B. Aluminium nicht genutzt werden, da keine geeignete Fügetechnik zur Verfügung steht. In den vergangenen Jahren wurden zwar mehrere wirtschaftliche Lösungen zum Fügen pressharter Stähle mit Aluminium entwickelt, jedoch benötigen diese eine zweiseitige Zugänglichkeit zur Fügestelle, die bei einer Profilbauweise nicht gegeben ist. Durch das angestrebte Forschungsvorhaben wird durch die Entwicklung geeigneter, großserientechnischer Fügetechnologien und der Technologie des Presshärtens von Stahlprofilen eine Aluminium-Stahlprofil-Mischbauweise mit hohem Leichtbaupotential und die Umsetzung neuer Leichtbaukonzepte ermöglicht. Im AP1.1 werden die Bauteilanforderungen festgelegt. Dies betrifft die später herzustellende Profilgeometrie mittels ACCRA®-Technologie, die zu erreichende Bauteilsteifigkeit sowie die Materialdickenkombination. In AP2 erfolgt eine FEM-Analyse und die experimentelle Prozess- und Bauteilentwicklung für die pressharten Profilbauteile, welche die spätere Fügestelle repräsentieren. Dazu wird in AP2.1 die Umformmethode bestimmt und der Umformprozess simuliert - abhängig von der zu erreichenden Werkstoffeigenschaft. Anschließend wird das Prototypen-Werkzeug konstruiert, gefertigt sowie die Prozessentwicklung durchgeführt. Es werden Prototypen hergestellt, die zur weiteren Verwendung für das Projektkonsortium bereitgestellt werden. Ausgehend von den Fügeversuchen der Projektpartner wird in AP2.2. eine Optimierung der Fügestellengeometrie vorgenommen und weitere Prototypen gefertigt. AP6.1 dient zur Validierung der Ergebnisse, sodass eine realbauteilähnliche Fügesituation an einem ACCRA®-geformten Profilbauteil dargestellt werden soll. In AP6.3 erfolgt die Potentialabschätzung sowie die Erstellung des Verwertungskonzepts, in welcher Form die erforschten Ergebnisse für Linde + Wiemann für Serienprozesse umgesetzt werden können.
Der stahlintensive Leichtbau mit Aluminiumwerkstoffen und ultrahöchstfesten Stählen hat in der Vergangenheit zur Erhöhung des Leichtbaupotenziales in der automobilen Serienfertigung beigetragen. Eine weitere Erhöhung des Leichtbaupotenziales kann durch die Verwendung von geschlossenen Stahlprofilen ermöglicht werden, da geschlossene Profilstrukturen eine hohe Torsions- und Biegesteifigkeit bei verringertem Gewicht aufweisen. Werden die Profilstrukturen aus ultrahöchstfesten Stahlwerkstoffen hergestellt, entstehen Probleme in der fügetechnischen Anbindung mit Aluminiumbauteilen, da nur eine einseitige Zugänglichkeit zur Fügestelle besteht. Im automobilen Mischbau mit ultrahöchstfesten Stählen und Aluminiumwerkstoffen, bei zweiseitiger Zugänglichkeit zur Fügestelle, werden vorzugweise mechanische Fügeverfahren wie das Stanznieten, das Bolzensetzen, das Direktverschrauben und / oder thermisch-mechanische Fügeverfahren wie das Widerstandselementschweißen eingesetzt. Bei einseitiger Zugänglichkeit zur Fügestelle sind keine gesicherten Erkenntnisse bezüglich serientauglicher Fügeverfahren vorhanden. Im Rahmen dieses Verbundprojektes sollen mindestens drei fügetechnische Lösungen für den stahlintensiven Mischbau mit Profilstrukturen erarbeitet und qualifiziert werden. Das Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) übernimmt dabei die Weiterentwicklung des Widerstandselementschweißens bei einseitiger Zugänglichkeit zur Fügestelle. Zudem ermöglicht das LWF eine abgesicherte Kennwertermittlung, da das LWF auf eine breit aufgestellte Prüftechnik zurückgreifen kann. Im Rahmen dieses Verbundprojektes werden sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientierte Ergebnisse generiert, die zu einer Erhöhung des automobilen Leichtbaupotenziales beitragen werden.
Das Gesamtziel des Vorhabens stellt die Erarbeitung einer wirtschaftlichen und effizienten Produktionstechnologie für Stator- und Rotorpakete dar, die die gesamte Prozesskette von der Elektrobandherstellung über das Aufbringen von Isolations- und Klebstoffschichten und das Stanzen bis hin zum Klebpaketieren umfasst. Ziel des Teilprojekts ist es, einen konduktiv-warmhärtenden Klebprozess für Stator- und Rotorbleche zu erarbeiten und die entsprechenden Parameter anhand der Untersuchung mechanischer und elektrischer Eigenschaften zu evaluieren. Der Klebprozess soll so ausgelegt werden, dass ein auf dem Elektroblech tackfrei vorapplizierter Klebstoff durch eine Wärmequelle in der Taktzeit des Stanzprozesses ausgehärtet wird. Der Fokus bei der Erarbeitung der neuen Technologie liegt darauf, eine möglichst kurze Aushärtungszeit zu realisieren, um eine Integration des Klebprozesses in den Stanzprozess zu ermöglichen. Um das Ziel zu realisieren, müssen geeignete Klebstoffe ausgewählt, ggf. modifiziert und je nach ausgewähltem Klebstoff die Applikationstechnik angepasst werden. Der Fügeprozess wird hinsichtlich erzielbarer Festigkeiten bei kurzen Aushärtezeiten sowie hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit charakterisiert. Im Weiteren wird die erarbeitete Klebtechnologie auf die Fertigung von Rotor- und Statorpaketen übertragen und deren mechanisch-technologischen Eigenschaften analysiert sowie Rotor- und Statorpakete für die Fertigung von Testmotoren bereitgestellt.
Das Ziel des Gesamtprojekts besteht darin, die Herstellkosten von Elektromotoren für die E-Mobilität zu senken und den Wirkungsgrad zu steigern. Dafür soll ein neuartiges Klebpaketierverfahren zur Herstellung von Stator- und Rotorpaketen erarbeitet werden, das sich durch eine im Stanzwerkzeug integrierte Einzelblechverklebung im Pressentakt auszeichnet. Ziel des IFAM ist die Untersuchung und Erforschung geeigneter Materialien und Fertigungstechniken für innovative Elektrobleche und deren Klebpaketierung. Hierfür werden einerseits neuartige plasmapolymere Beschichtungen für Elektrobleche und deren Prozesstechnik untersucht, andererseits Klebstoffsysteme, Applikations- und Härtungstechniken analysiert und erprobt, die den angestrebten innovativen Stanzklebpaketierprozess erst ermöglichen. Schließlich arbeitet das IFAM bei der Umsetzung der Techniken und dem Aufbau von Testelektromotoren mit.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 46 |
| Europa | 1 |
| Land | 2 |
| Wissenschaft | 17 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 46 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 46 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 45 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 15 |
| Webseite | 31 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 26 |
| Lebewesen und Lebensräume | 26 |
| Luft | 33 |
| Mensch und Umwelt | 46 |
| Wasser | 13 |
| Weitere | 46 |