Schlanker schmieden

Schon ein schneller Blick auf die eingesparten Arbeitsschritte zeigt das Potenzial der neuen Schmiede-Prozesskette, die in diesem Sonderforschungsbereich seit 2000 am PZH entwickelt wurde: Das Bauteil - etwa ein Zahnrad, eine Kurbelwelle - wird direkt im Anschluss an den Schmiedeprozess wärmebehandelt. Dafür lässt sich die ohnehin vorhandene Schmiedewärme nutzen. Wenn es die Presse verlässt, legt eine Transporteinheit das Bauteil in ein Sprayfeld aus Wasser und Druckluft ein, in dem es gehärtet wird. Nach dem Härten nutzt man die in den Bauteilen noch vorhandene Restwärme, um sie zu vergüten.

Diese gratfreie, hochpräzise Warmmassivumformung spart Energie, Zeit, Nachbearbeitungsschritte und bis zu 30 Prozent Material. Das Härten im Sprayfeld verhindert außerdem, dass sich die Bauteile verziehen.

Die Kernprojekte des SFB sind Ende 2011 ausgelaufen. Seitdem arbeiten die beteiligten Wissenschaftler in Transferprojekten daran, gewonnenes Wissen praxisnah aufzubereiten.

Das PZH ist mit folgenden Projekten beteiligt

SFB 489 - Teilprojekt A3: Modellierung und Simulation zur kontrollierten Abkühlung präzisionsgeschmiedeter Bauteile

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2000 - 12/2011
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Ziel des Teilprojektes ist die Prognose der mechanischen Eigenschaften von präzisionsgeschmiedeten und aus der Umformwärme mittels Wasser-Luft-Spray abgekühlten Bauteilen.
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SFB 489 - Teilprojekt T6: Abschrecken induktiv gehärteter Bauteile mit der Spraykühlung

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2009 - 12/2011
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Im Rahmen des Projektes soll ein Abschrecken von Zahnrädern in einen SDF®-Randschichthärtprozess unter Zuhilfenahme einer Spraykühlung realisiert werden. Im Vergleich zu Polymerlösungen kann mit dem Wasser-Luft-Gemisch eine langsamere, homogenere und umweltfreundliche Abschreckung durchgeführt werden, die zu einem geringeren Verzug und somit reduzierten Nacharbeitskosten führt.
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SFB 489 - Teilprojekt A1: Lebensdauererhöhung von Werkzeugen für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern durch PVD-Beschichtungen und Einlöten von Keramiksegmenten

Bild zum Projekt SFB 489 - Teilprojekt A1: Lebensdauererhöhung von Werkzeugen für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern durch PVD-Beschichtungen und Einlöten von Keramiksegmenten

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2000 - 12/2011
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Kurzbeschreibung: Im Teilprojekt A1 "Werkstoffe für das Präzisionsschmieden" werden Maßnahmen entwickelt, die eine Lebensdauererhöhung von Werkzeugen für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern zum Ziel haben.
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SFB 489 - Teilprojekt B6: Zerstörungsfreie Bauteilprüfung in der Prozesskette "Präzisionsschmieden"

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	01/2000 - 12/2011
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Ziel des Teilprojektes ist die Weiterentwicklung und Integration zerstörungsfreier Prüftechniken zur schnellen Erfassung und Charakterisierung der Bauteileigenschaften in der Prozesskette und unter industriellen Einsatzbedingungen, um über eine Steuerung oder Regelung der Prozessparameter zu einer Qualitätssicherung in der Prozesskette Präzisionsschmieden und Bewertung der Bauteilqualität zu kommen.
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SFB489 „Aufmaßorientierte Feinpositionierung“ und „Hartfeinbearbeitung präzisionsgeschmiedeter Bauteile“

Leitung:	fischerifw.uni-hannover.de
Förderung durch:	DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:	Innerhalb des SFB489 wurden mechatronische Maschinenkomponenten zur Unterstützung spanender Prozesse in einer verkürzten Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Bauteile realisiert. Neben einem 2-Freiheitsgrad- und einem 4-Freiheitsgrad-Spannfutter für die Drehbearbeitung wurde ein aktiver Reitstock für die Schleifbearbeitung aufgebaut. Darüber hinaus wurden Prozess-Vorsteuerungs- und –regelungsstrategien erforscht, die eine Kompensation von Bauteildeformationen während der Schleifbearbeitung erlauben.
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SFB489 A4 - Feinbearbeitung von Stahl-Keramik-Verbunden

Leitung:	behrensifw.uni-hannover.de
Laufzeit:	11/2009 – 12/2011
Förderung durch:	Deutsche Forschungsgemeinschaft
Kurzbeschreibung:	Ziel des Teilprojektes A4 ist die Herstellung von keramikverstärkten Schmiedegesenken zur Warmmassivumformung durch das Schleifen. Im Fokus steht hierbei die materialspezifische Prozessauslegung zur Vermeidung von Materialstufen zwischen der Keramik- sowie Stahlkomponente aufgrund elastischer Bauteilverzüge.
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SFB 489 – Transferprojekt T9: Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	10/2011 - 01/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Ziel ist die Realisierung einer rechnergestützten Auslegung von Induktionshärteprozessen unter besonderer Berücksichtigung einer Mehrfrequenzerwärmung (SDF®-Randschichthärtung) sowie der Bauteilabkühlung mittels einer Spraykühlung
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SFB 489 - Teilprojekt T08: Gesteuerte Abkühlung von Karosseriebauteilen mittels Zweiphasen-Sprühkühlung

Leitung:	Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:	10/2011 – 03/2014
Förderung durch:	DFG
Kurzbeschreibung:	Ziel des Projektes ist es, presshärtbare Karosseriebauteile aus dem Vergütungsstahl 22MnB5 aus der Umformwärme gezielt lokal abzukühlen, um örtlich variierende Werkstoffeigenschaften einzustellen. Hierfür wird der Presshärtvorgang frühzeitig unterbrochen und das Bauteil in ein Düsenfeld übergeben. Die Wärmebehandlung erfolgt mittels einem Wasser-Luft-Sprayfeld mit lokal variierter Intensität, sodass ein dem späteren Bauteileinsatz angepasstes Eigenschaftsprofil bezüglich Festigkeiten und Duktilität erzeugt wird.
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