Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung eines flexiblen Umform- und Schneidzentrums für die Fertigung komplexer Struktur-Kleinblechteile in kleinen Stückzahlen

Wissenschaftliche Arbeiten zum Erzielen effizienter Fertigungslösungen im Stückzahlenbereich der Prototypen und Kleinserien beziehen sich in Vergangenheit und Gegenwart hauptsächlich auf mittlere und große unregelmäßig geformte Blechwerkstücke. Somit wird die Entwicklung im Moment dem Trend der globalen Wirtschaft, insbesondere der Automobilindustrie, nicht gerecht, ihre Produkte immer spezialisierter und auf Kundenwünsche zugeschnitten anzubieten.

Gemeinsam mit zwei Projektpartnern, dem Werkzeughersteller Mieruch & Hofmann GmbH (Limbach-Oberfrohna) und der TU Chemnitz, soll ein modularisiertes, flexibles Umform- und Schneidzentrum entwickelt werden. Besonderes Augenmerk ist dabei auf seriennahe Fertigung der Prototypen- und Kleinserienblechteile zu legen.

Eine Vielzahl von Voruntersuchungen wirtschaftlicher Aspekte hat ergeben, dass sich bauteilspezifische Werkzeuge bzw. Folgeverbundwerkzeuge ab einer Losgröße von >10.000 Teilen rentieren. Dabei stellen die deutlich geringere Werkzeuginvestition eines Modulwerkzeuges gegenüber der eines Folgeverbundwerkzeuges und die enorme Zeitersparnis von bis zu 80 % gegenüber der herkömmlichen Fertigung das größte Einsparpotenzial dar. Das neuartige modularisierte Umform- und Schneidzentrum besteht zunächst aus einer hydraulischen C-Gestell-Presse, einem Grundwerkzeug mit entsprechenden Aktivteilsätzen und dem dazugehörigen Handling-System. Mit diesem System sollen die Kleinblechteile dem Werkzeug zu- und abgeführt werden. Um die Positionier- und Wiederholgenauigkeit der Teile nach Kundenwunsch zu realisieren muss die Pressensteuerung und Steuerung des Handling-Systems aufeinander abgestimmt werden. Das stellt eine besondere Herausforderung dar. In der Projektlaufzeit wurde an der WHZ ein modulares Demonstratorwerkzeug entwickelt und gefertigt. Folgende Umform- und Schneidoperationen lassen sich damit zunächst realisieren:

• Lochen/Nibbeln/Schneiden/Einschneiden/Trennen,
• Biegen,
• Prägen,
• Kragenziehen,
• Kröpfen und
• Tiefziehen.

Jeder Werkzeugaktivteilsatz (für je eine Operation) wurde einzeln, an einem Demonstratorteil auf seine Funktionsfähigkeit und Wiederholgenauigkeit hin, erprobt. Bei diesen Versuchen wurden die Aktivteile bezüglich der Standmenge und der technischen Machbarkeit optimiert.