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FP7

REFORCH Ergebnis in Kürze

Project ID: 315106
Gefördert unter: FP7-SME
Land: Deutschland

Neue Schmiedeverfahren für wesentliche Einsparungen von Material und Energie

Eine Reduzierung des Energie- und Materialverbrauchs beim Schmieden kann die Herstellungskosten senken. Im Rahmen einer EU-Initiative wurde ein Schmiedeverfahren vorgestellt, das Energie und Rohstoffe spart.
Neue Schmiedeverfahren für wesentliche Einsparungen von Material und Energie
Bei konventionellen Schmiedeverfahren entsteht bei der Metallverformung überschüssiges Material, das als Grate bezeichnet wird. Die Materialkosten können die Herstellungskosten erheblich belasten. Das überschüssige Material eines komplexen Teils wie bspw. einer Kurbelwelle macht etwa 55 % des gesamten Rohmaterials aus. Eine Verbesserung der Herstellungstechniken und des Verfahrensentwurfs kann zu größeren Materialeinsparungen führen und gleichzeitig den Energiebedarf senken. Eine gratelose Präzisionsschmiedetechnik bietet in dieser Hinsicht großes Potenzial.

Mithilfe von EU-Fördermitteln beschäftigte sich das Projekt REFORCH (Resource efficient forging process chain for complicated high duty parts) mit der Entwicklung einer gratereduzierten Schmiedemethode für eine zweizylindrige Kurbelwelle, die Material- und Energieeffizienz bietet.

Die Arbeit setzte bei der Ausarbeitung einer neuen Schmiedeverfahrenskette an. Die Produkte und das Herstellungsequipment wurden überprüft und entsprechend mehrerer Faktoren kategorisiert. Hierzu zählten das Kurbelwellenmaterial und -gewicht, die geometrischen Kurbelwellen- und Werkstückdimensionen, die Masseverteilung, die Toleranzanforderungen der Endgeometrie, die Oberflächeneigenschaften, die aktuelle konventionelle Herstellungssequenz/erforderliches Equipment und das Herstellungsvolumen.

Die Projektpartner entwickelten zwei gratereduzierte Schmiedesequenzen für die Modellprodukte, von denen eines in einer industriellen Umgebung getestet wurde. Um eine Grundlage für die Anwendung der Technik auf andere Kurbelwellengeometrien zu schaffen, wurden ähnliche Kurbelwellen identifiziert.

Das REFORCH-Team entwickelte und installierte daraufhin das Equipment, wobei ein multidirektionaler Schmiedebetrieb und der intermediäre Erwärmungs-/Wiederaufwärmungsprozess im Fokus standen. Es wurde zudem ein Wärmesystem entwickelt, welches eine ungleichmäßige Erwärmung von Schmiedeteilen ermöglicht. Das Equipment wurde geprüft und installiert. Forscher simulierten die Verfahrenssequenz und entwarfen zudem die Werkzeuge und stellten diese her.

Schließlich wurde das Verfahren und die Tauglichkeit des Equipments erfolgreich verifiziert.

Im Zuge von REFORCH wurden substanzielle Materialeinsparungen beim Schmieden von Kurbelwellen erzielt, die zu einer Reduktion des Grateanteils von ca. 54 % auf 6 % führte. Außerdem ist der Energieverbrauch um ca. 25 % geringer, da der Stahl weniger erwärmt werden muss. Das Schmiedeunternehmen aus dem REFORCH-Team kann die gratereduzierte Schmiedetechnik jetzt auf andere Schmiedeteile im Sortiment anwenden. Die gratereduzierte Schmiedewerkzeugtechnik wird europäischen Schmiedeunternehmen über den Werkzeughersteller angeboten. Der Hersteller von Induktionswärmesystemen kann die Erkenntnisse nutzen, um Wärmelösungen für die Wiederaufwärmung von Schmiedeteilen und für eine ungleichmäßige Erwärmung von Schmiedestücken bereitzustellen. Mit diesen drei Ansätzen kann das REFORCH-Team die Wettbewerbsfähigkeit der Schmiedeunternehmen Europas stärken.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Schmieden, REFORCH, gratreduziertes Schmieden, Kurbelwelle
Datensatznummer: 188623 / Zuletzt geändert am: 2016-09-28
Bereich: Energie