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Linear angetriebene Hybridaktorik zur umformtechnischen Fertigung komplexer Bauteile

Linear angetriebene Hybridaktorik zur umformtechnischen Fertigung komplexer Bauteile

E-Mail:  umformmaschinen@ifum.uni-hannover.de
Jahr:  2021
Förderung:  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer KR3718/3-1

In der ersten Projektphase wurde sowohl simulativ als auch experimentell nachgewiesen, dass der hybridaktorische Antriebsverbund für die Durchführung der Einzelprozesse Schneiden, Tiefziehen und Prägen geeignet ist. Im Rahmen des Fortsetzungsvorhabens sollen darauf aufbauend die Interaktionen von mehreren Prozessen in Folgeverbundwerkzeugen mit dem beschriebenen hybriden Pressenhauptantrieb simulativ und experimentell erforscht werden. Bislang sind zur Herstellung qualitätsoptimierter Bauteile für jeden der genannten Einzelprozesse unterschiedliche Steuerungskonzepte erforderlich.

Das Ziel besteht darin, anhand neuer steuerungs- und werkzeugtechnischer Ansätze die Fertigung komplexer Schneid-Zieh-Biege-Prägebauteile mit sehr hoher Fertigungsgenauigkeit in einem Folgeverbundprozess unter Verwendung des hybriden Antriebs bei hoher Prozessstabilität zu ermöglichen. Weiterhin soll erforscht werden, welche qualitativen Verbesserungen insbesondere für präzise Prägeoperationen mit dem hybriden Pressenhauptantrieb erreicht werden können.

Infolge des direkten Stößelantriebs ohne Koppelgetriebe wirken sich Umformprozesskräfte und Störungen wie z. B. der Schnittschlag mitunter stark auf die Pressensteuerung und parallel stattfindende Umformprozesse aus. Die Einhaltung der sich je nach Prozess unterscheidenden Zielgröße wurde beim Prägen mittels einer Kraftregelung (Zielgröße: Flächenpressung) und beim Ziehen mittels einer Positionsregelung (Zielgröße: Ziehtiefe) sichergestellt. Bei dem nun angestrebten Betrieb von Folgeverbundwerkzeugen sind aus Sicht des Antriebs mehrere Umformprozesse überlagert, was zu einem Zielkonflikt bei der Wahl der bisher prozessabhängig zu wählenden Regelgröße führt. Die exakte Aufbringung einer vorgegebenen Prägekraft bei nur geringem Überschwingen steht z. B. im Konflikt zum Wunsch nach einem möglichst schnellen Scherschnitt oder der Vorgabe eines Weg-Zeit-Verlaufs beim Tiefziehen.

Mit Hilfe des hybriden Pressenantriebs soll unter Verwendung geeigneter steuerungstechnischer Ansätze ein qualitativer Quantensprung bei der Fertigung hochwertiger Schneid-Zieh-Biege-Prägebauteile im Folgeverbund bei höherer Prozessstabilität und gleicher oder höherer Ausbringungsrate als mit konventionellen Stanzautomaten erreicht werden kann.