Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Gesenkschmierung beim Schmieden mit dem Ziel, entstehende Sonderabfälle und die damit verbundenen Entsorgungskosten zu reduzieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung findet ein breites Anwendungsspektrum in der Farbauftragstechnik. Für Antihaftaufgaben im Bereich der Massivumformung wird diese Technik bislang noch nicht im industriellen Maßstab eingesetzt. Nach wie vor findet eine Schmierung der Gesenke über das Versprühen von Schmierstoffen mit flüssigen Trägermedien statt. Ein umformtechnischer Bereich, der heute schon das elektrostatische Auftragen von Festschmierstoffen nutzt, ist der des Strangpressens von Aluminium. Ziel des Projektes ist es, das Verfahren der elektrostatischen Pulverschmierung für das Gesenkschmieden nutzbar zu machen und mit dessen Vorteilen im Schmiedeprozess entstehende Sonderabfälle zu minimieren. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an den Schmierungsprozess beim Gesenkschmieden kann das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung jedoch nicht ohne weiteres vom Strangpressen übernommen werden. Fazit: Ziel dieses Forschungsvorhaben war es, den Schmierstoffeinsatz dahingehend zu optimieren, dass der Schmierstoffverbrauch gesenkt, die Verschmutzung des Arbeitsbereiches reduziert und die Belastung des bedienenden Personals und der Umwelt deutlich verringert wird. Der hier verwendete Ansatz, die elektrostatische Pulversprühtechnik, ist in der Lage, die Werkzeuge zielgerichtet mit Schmierstoff zu beschichten. Dadurch wird die Kontamination des Pressenraumes deutlich reduziert. Da die Verlustrate verringert wird, können somit die Schmierstoffkosten reduziert werden. Da Pulver als Schmierstoff zum Einsatz kommt, entfallen die Problematiken, die durch den Einsatz von Schmierstoffen auf der Basis von Öl/Feststoff-Gemischen entstehen. Zum einen wird die Entsorgung der Rückstände einfacher, zum anderen ist das kontaminierte Kühlwasser mit weniger Aufwand zu reinigen. Das Projekt wird als sehr erfolgreich eingeschätzt. Die Entwicklungen des Graphitschmierpulvers und des Applikationsverfahrens wurden nicht nur für verschiedene technische Anwendungsbereiche erprobt, sondern bereits in einen konkreten Anwendungsfall übertragen. Dabei bestätigten sich zunächst qualitativ erhebliche Schmierstoffeinsparpotentiale und Abfallverminderungen.
Das Projekt "Gesenkschmiedehammer mit Linearantrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RUD-Schöttler Umformtechnik & Systemlieferant GmbH durchgeführt. Ziel des innovativen Projekts ist es, ein energiesparendes und ressourcenschonendes Antriebskonzept zu implementieren. Der bislang in der Fertigung der Schmiedestücke eingesetzte marktübliche Gesenkschmiedehammer mit Hydraulikantrieb soll durch einen innovativen Gesenkschmiedehammer mit elektrischem Linearantrieb ersetzt werden. Dieses neu-artige Antriebskonzept ist energiesparend und umweltschonend. Zum einen verdoppelt sich der Wirkungsgrad des Antriebs nahezu und es wird dadurch etwa 50 Prozent weniger Energie für den Schmiedeprozess benötigt. Zum anderen fällt der Einsatz von Hydrauliköl weg und damit auch die Altölentsorgung sowie die Gefahr von Ölleckagen. Das geplante Vorhaben ermöglicht jährliche Energieeinsparungen von rund 142.000 Kilowattstunden und somit CO2-Einsparungen von 110.600 Kilogramm pro Jahr. Zudem arbeitet die neue Antriebstechnik mit einer sehr hohen Präzision, so dass eine Steigerung der Produktqualität erreicht und der Materialausschuss erheblich redu-ziert wird. Die Ausschussquote kann von 5 auf 2 Prozent verringert werden. Darüber hinaus verursacht die neue Technik deutlich weniger Lärm.
Das Projekt "Entwicklung neuer prozessführender Komponenten zur Reduktion des Energieverbrauchs kleiner Gesenkschmiedeöfen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesenk- und Freiformschmiede Kutsche GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Das Ziel des Vorhabens besteht in der Erarbeitung einer Demonstratorlösung und deren Testung an einem Kleinschmiedeofen im Antrag stellenden Unternehmen zur signifikanten Einsparung an Primärenergie durch die Optimierung und den Einsatz neuer prozessführender Komponenten an einem Gesenkschmiedeofen. Aufgrund des Modellcharakters des Lösungsansatzes soll die Basis dafür geschaffen werden, bei erfolgreichem Projektabschluss alle im Unternehmen befindlichen Öfen mit dieser Lösung auszustatten und darüber hinaus interessierten Unternehmen dieses Verfahren zugänglich zu machen. Bei Umsetzung dieser Maßnahme prognostizieren wir einen Gesamtwirkungsgrad der Anlage von ca. 60%-90% an Primärenergie. Im Vergleich zum heutigen Stand würde der Wirkungsgrad der Anlage damit von derzeit ca. 14% auf etwa 75% erhöht. Das bedeutet beim Einsatz in allen 5 Schmiedeöfen im Unternehmen, allein bei der Fa. Kutsche eine jährliche Einsparung an Heizöl von etwa 208.000 l. Die damit verbundene Reduzierung der umweltschädlichen CO2 Emission kann auf diese Weise um 562 t im gleichen Zeitraum verringert werden. Fazit Die während der Projektlaufzeit erarbeiteten theoretischen und praktischen Ergebnisse werden in einer nachfolgenden Produktentwicklung umgesetzt. Die Anlagen sollen nicht nur im eigenen Unternehmen sondern vor allem für den Einsatz in anderen Unternehmen mit ähnlichen technologischen Abläufen eingesetzt werden. Dazu ist in der Folge ein Entwicklungs- und Fertigungsverbund aufzubauen, da die einzelnen Komponenten mit jeweils auf ihrem Gebiet führenden Unternehmen entwickelt und zum Gesamtsystem gefügt werden müssen. Es sind weiterhin Reparatur- und Wartungsstrategien zu entwickeln, um einen stetigen reibungslosen Einsatz bei den Kunden zu sichern. Die Marktchancen für diese Anlagen sind als gut einzuschätzen. Weitere Untersuchungen zu arbeitsteiligen Prozessen, Potenzen, Absatzmärkten, Vermarktungsstrategien, usw. sind in einem noch folgenden Projekt durchzuführen. Dazu sollen in einem bereits begonnenen Langzeittest von 6 Monaten am erarbeiteten Demonstrator mögliche Schwachstellen aufgezeigt werden, welche während eines Fertigungseinsatzes auftreten könnten und bei der Entwicklung des Serienproduktes berücksichtigt bzw. verändert werden müssen. Die bisher erkannten Probleme bei Greifer und Teilezuführung sind zu beheben und einer fertigungsgerechten Lösung zuzuführen. Weiteres Optimierungspotential besteht in der Reduzierung der Rekuperatorhöhe in einer anwendungsreifen Lösung. In Abhängigkeit der anfallenden Wärmemenge, der Werkstückgeometrien und der minimal erreichbaren Zuführungszeiten durch die Transporteinrichtung kann die Länge des Rekuperators von derzeit etwa 7 Metern Höhe ggf. auf eine geringere Höhe reduziert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bauteil- und Prozessentwicklung sowie Herstellung und Validierung für das Schmiedebauteil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leiber Group GmbH & Co KG durchgeführt. Im vorliegenden Teilprojekt soll das Wasserstoffventil in Hinblick auf den Einsatz von Al-Sc-Legierungen und die Herstellung als mechanisch bearbeitetes Gesenkschmiede-Bauteil untersucht werden. Dazu erfolgt eine schmiedegerechte Auslegung und Optimierung des Wasserstoffventils unter Berücksichtigung der erhöhten mechanischen Materialkennwerte, sowie die Konstruktion der zugehörigen Umformwerkzeuge. Parallel wird die Materialentwicklung mit dem Wissen über konventionelle Aluminium-Schmiedelegierungen unterstützt. Das entwickelte Material wird hinsichtlich Umformbarkeit und der optimalen Parameter für die Wärmebehandlung des Schmiedebauteils untersucht, bevor die Fertigung der geschmiedeten und bearbeiteten Wasserstoffventile erfolgt. Anschließend erfolgt eine gemeinsame Technologiebewertung der Projektpartner sowie der Technologietransfer auf weitere Komponenten.
Das Projekt "Verminderung von Laerm und Erschuetterungen in einer Gesenkschmiede durch Einsatz einer Warmspaltanlage mit Schlagformer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klingen & Messer Nippes durchgeführt. Zur Minderung des emittierten Laerms und der Erschuetterungen sowie zur wesentlichen Herabsetzung der Immissionswerte in der Nachbarschaft eine Gesenkschmiede werden die vorhandenen Schmiedehaemmer durch eine Warmspaltanlage mit Schlagformer ersetzt. Bei dem neuartigen Schlagsystem sorgen zwei in horizontaler Richtung gegeneinander wirkende Baeren dafuer, dass die Rueckprallenergie durch ein hinter den Baeren stehendes komprimiertes Luftvolumen aufgefangen wird und im Maschinensystem bleibt und keine Erschuetterungen entstehen. Ein als Ersatzaggregat notwendiger Riemenfallhammer wird schwingisoliert installiert. Die Massnahmen werden durch Optimierung der Arbeitsorganisation und den akustischen Anforderungen besser angepasste Umfassungsbauteile abgerundet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Gesenkschmieden von Schrauben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sternberg GmbH Schraubenfabrik - Sonderschrauben - Drehteile durchgeführt. Durch einen verbesserten und/oder lokal definierbaren Wärmeabtransport können temperierte Umformprozesse effektiver gestaltet, die sich einstellenden Prozessbedingungen besser kontrolliert und die Werkzeugstandmengen erhöht werden. Für die Realisierung der anforderungsgerechten Bauteileigenschaften unter dem Gesichtspunkt der Energie- und Ressourceneffizienz ist neben der Betrachtung des eigentlichen Formgebungsprozesses die Einbeziehung der Strategien zur Werkzeugfertigung unabdingbar. Insbesondere bei sinkenden Losgrößen und zunehmenden Produktvarianten spielt der Ressourceneinsatz (Energie, Material, Kosten) bei der Werkzeugherstellung eine nicht zu unterschätzende Rolle. Ziel des Projektes ist es, eine Matrix zu innovativen Fertigungsstrategien für thermisch beanspruchte Hohlformwerkzeuge zum Presshärten, zum Schmieden sowie beim Metallspritzgießen zu schaffen und darauf aufbauend eine Bewertungsmethode zu entwickeln, in deren Mittelpunkt die Ermittlung des Energiewertes für die Werkzeug- und Bauteilfertigung steht. Dabei werden zur effizienten und systematischen Auslegung thermisch beanspruchter Ur- und Umformwerkzeuge zunächst Sensitivitätsanalysen mithilfe der FE-Simulation erfolgen, u.a. zur Auslegung der Kühlung (Bohrungsdurchmesser, Abstand zur Oberfläche) sowie zur Auswahl geeigneter Werkzeugwerkstoffe, bevor die Herstellung von Modell- und Demonstrator-Werkzeugen für die ausgewählten Fertigungsprozesse erfolgt, die mit Energiemessungen und -abschätzungen während der Werkzeugherstellung und der Bauteilfertigung begleitet wird. Nach der Bestimmung der Ressourcen- und Energieeffizienz durch die Beschreibung der Stoffflüsse mittels des ITO-Modells, durch analytische Berechnungen und energetische Messungen bzw. Abschätzungen auf Basis der Simulationsergebnisse kann ein Vergleich zwischen der neuen 'reProTools'-Fertigung und den herkömmlichen Fertigungsstrategien mittels der zu entwickelnden Bewertungsmethode vorgenommen werden.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich 144 'Methoden zur Energie- und Rohstoffeinsparung fuer ausgewaehlte Fertigungsprozesse' - hier: Partielles Schmieden (B2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Bildsame Formgebung durchgeführt. Aufgrund der wachsenden Umweltproblematik wird die Entwicklung energie- und materialsparender Fertigungstechnologien immer wichtiger. Die gewuenschte Einsparung kann in vielen Faellen ueber die Substitution eines Zerspanprozesses durch einen 'Near Net Shape'-Umformprozess mit anschliessender spanender Fertigbearbeitung realisiert werden. Das Verfahren des Partiellen Schmiedens versucht daher, die Flexibilitaet des Freiformschmiedens mit den guten Bauteileigenschaften sowie der hohen Werkstoffausnutzung des Gesenkschmiedeprozesses zu verbinden und so die Luecke zwischen der reinen Zerspanung von Einzelstuecken und der Gesenkschmiedefertigung von Grossserienbauteilen wirtschaftlich und oekologisch zu schliessen.
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