Ein fortschrittlicher, flexibler Ansatz für schnelle Blechumformungstechniken
Die Entwicklung umweltfreundlicher und nachhaltiger Fertigungstechniken ist zur Maximierung der Rohstoffeffizienz und zur Verringerung des Energieverbrauchs sowie der Umweltverschmutzung durch traditionelle Metallumformungsverfahren, die auf schweren Geräten und kostenintensivem Werkzeug basieren, zu einer treibenden Kraft geworden. Aufgrund des zunehmenden globalen Wettbewerbs ist für europäische Hersteller die Entwicklung von Kernkompetenzen bei zukünftigen fortschrittlichen Fertigungstechniken von entscheidender Bedeutung. Das mit Fördermitteln der EU ausgestattete Projekt FLEXFORM (Novel flexible sheet forming for high value manufacturing) war der Entwicklung einer neuen flexiblen Blechumformungsmethode gewidmet, um nachhaltige Techniken im Bereich der schnellen Fertigung von angepassten Blechteilen in kleinen Chargen zu unterstützen, die für geringere Kosten und Durchlaufzeiten sorgen. Die Projektpartner entwickelten insbesondere ein innovatives lasergestütztes Verfahrenskonzept mit der Bezeichnung DSIF-WJ (Double-Side Incremental Forming Using Water Jet, zu dt.: beidseitige inkrementelle Umformung mithilfe von Wasserstrahlen). Überdies wurden Prototypenmaschinen und dedizierte Werkzeugkonstruktionen entworfen und hergestellt. Hierzu zählten ein Prototyp zur Validierung der inkrementellen Blechumformung (Incremental Sheet Forming, ISF) mit Wasserstrahlen (WJ, Water Jets) ein hybrider Prototyp zur Durchführung von ISF- und Spinnvorgängen sowie konventionelle, einseitige und doppelseitige Versatzwerkzeuge. Die Forscher demonstrierten erfolgreich die Flexibilität der vorgeschlagenen ISF-basierten Techniken. Das inkrementelle Blechumformungsverfahren ist äußerst vielseitig und flexibel für die schnelle Fertigung komplexer Blechteile. Im Fokus stand die Untersuchung der Entwicklung verschiedener Variationen von ISF-Verfahren. Dies beinhaltete die inkrementelle Umformung mit Wasserstrahlen, ein Verfahren mit hybridem Spinning und inkrementeller Umformung, ein doppelseitiges DSIF-Verfahren, ein elektrisch gestütztes doppelseitiges DSIF-Verfahren, ein vibrationsgestütztes inkrementelles Umformungsverfahren und ein Verfahren mit hybrider Dehnung und ISF. FLEXFORM zeigte, dass das DSIF-WJ-Verfahren für die Fertigung in kleinen Stückzahlen oder für angepasste Blechteile eine gute Alternative zu konventionellen Blechumformungsverfahren ist. Es wurde die Machbarkeit flexibler Blechumformungstechniken für die industrielle Anwendung demonstriert. Dies gilt insbesondere für den Luft- und Raumfahrtsektor, den Automobilsektor und den Medizinsektor. Die Projektergebnisse haben außerdem das Potenzial, die technische Kapazität und Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Hersteller und KMUs hinsichtlich einer benutzergetriebenen Produktion mit hohem Mehrwert zu stärken und können diesen somit ermöglichen, zukünftigen Herausforderungen in Bezug auf eine nachhaltige Fertigung gerecht zu werden.
Schlüsselbegriffe
Blechumformung, Blechteile, Fertigung, FLEXFORM, beidseitige inkrementelle Umformung
