µ-sonic-Energieeffizienzsteigerung in der Massivumformung durch Ultraschallanregung

Grundlagenuntersuchungen zu Tribosystemen unter Ultraschalleinfluss

Projektlaufzeit:

01/2019 - 12/2020

Projektleitung (Fakultät):

Herr Prof. Dr. Michael Schneeweiß (Automobil- und Maschinenbau)

Kontakt:

Herr Prof. Dr. Michael Schneeweiß

+49 (375) 536 1720
Michael.Schneeweissfh-zwickaude

Fördermittelgeber:

SMWK/SAB

Situation

Die Umformtechnik stellt eine wirtschaftliche sowie ressourcenschonende  Produktionsweise dar. Insbesondere im Vergleich zu spanenden Fertigungsverfahren kann der Materialeinsatz und damit die Gesamtenergiebilanz bis zum fertigen Bauteil deutlich verringert werden.Allerdings zeigt eine differenzierte Betrachtung des Energiebedarfes, dass weniger als die Hälfte der aufgebrachten Energie für die eigentliche Formgebung genutzt wird. Der größere Teil der eingesetzten Energie ist notwendig, um den Widerstand gegen innere und äußere Reibung während des Umformprozesses zu überwinden.Im Vordergrund bisheriger Maßnahmen zur Reduzierung der Reibungskraft steht der Einsatz geeigneter Schmierstoffe, Schichtsysteme oder Oberflächentopographien.Ein weiterführender Ansatz ist in der Modulation der auftretenden Lasten (Umformkraft) durch aktive, schwingfähige Werkzeugsysteme zu sehen, die im vorliegenden Forschungsvorhaben gezielt betrachtet werden.Der Ansatz der schwingungsüberlagerten Umformung stellt neben der Reduzierung der Reibungsarbeit und der damit verbundenen Energieeffizienzsteigerung eine mittelbare Einsparung produktionsbedingter Kosten in Aussicht.So führen verbesserte tribologische Bedingungen in der Produktionstechnik im Allgemeinen zur Steigerung des Wirkungsgrades, der Werkstückqualität, der Lebensdauer, der Anlagenverfügbarkeit, der Betriebssicherheit, der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit.Zielstellung des Vorhabens ist somit der Nachweis zur Anwendbarkeit des in zahlreichen Publikationen vorgestellten tribologischen Effektes einer drastischen Reduzierung des Reibkoeffizienten durch Ultraschallschwingungen am Beispiel eines ausgewählten Verfahrens der Massivumformung.