OptProKomp

OptProKomp – Optimierte Prozesskette zur Erzeugung bedarfsgerechter Werkstoffeigenschaften für extrem beanspruchte Maschinen- und Anlagenkomponenten

Situation:

  • In nahezu allen industriellen Bereichen führen wirtschaftliche Zielstellungen wie Steigerung der Produktivität bei gleichzeitiger Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz, verbunden mit Leichtbau oder Bauteilminiaturisierung, zu stetig wachsenden Leistungsdichten und damit zu immer höheren statischen und dynamischen Bauteilbeanspruchungen.
  • Neben einer beanspruchungsgerechten konstruktiven Gestaltung der Bauteile kommt dem für solche Beanspruchungen optimal geeigneten Werkstoff Stahl eine wachsende Bedeutung zu.
  • Die herkömmliche Fertigungskette von den hier betrachteten Federrollenlagern besteht aus dem:
    • Warmumformen und anschließenden Kaltumformen (Lieferant),
    • Wickeln der Federbüchsen und Federrollen (Kaltumformung),
    • Härten,
    • Anlassen und der
    • Endbearbeitung – Schleifen.
  • Das 3-malige Erwärmen führt zu:
    • hohem Energieverbrauch,
    • Materialverlust durch Zunder / Entkohlung (Schleifarbeiten),
    • Hoher Fertigungsaufwand durch Nacharbeiten (0,5 mm jeweils innen und außen).
  • Die Kosten für:
    • das Vergüten und die Nacharbeiten betragen ca. 40 % und
    • den Werkstoff betragen ca. 18 %.
    • →     Es besteht enormes Optimierungspotential!

Lösung:

  • Verkürzung der Produktionskette um das:
    • Vergüten und
    • aller folgenden Prozessschritte (Nacharbeiten etc.).
  • Die alternativen Wärmebehandlungsvarianten sind:
    • das Patentieren (Isotherme Umwandlung vor der Umformung) und ggf.
    • die Unterstützung durch das AFP-Konzept (Teilchenhärtung nach der Umformung).
  • Durch die zu erforschende und optimierende Prozesskette ist die Erzeugung eines Materials mit Eigenschaftsgradienten möglich. Das Wickeln der Lager erzeugt einen Gradienten in der Umformung und dadurch auch einen:
    • Gradient in der Festigkeit → außen hart,
    • Gradient in der Zähigkeit → innen zäh.
    • →     Es ist keine anschließende Wärmebehandlung mehr erforderlich!

Betrieblicher Nutzen:

  • Der Projektpartner Steeltec GmbH erweitert sein Produktspektrum um patentierte Blankstähle mit optimierten, an den weiteren Fertigungsprozess angepassten Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften.
  • Der Projektpartner Eich Rollenlager GmbH verkürzt seine Prozesskette zur Herstellung von Federrollenlagern um das Vergüten und aller damit folgenden Prozessschritte (Nacharbeiten durch Schleifen etc.).

Galerie

Siehe auch

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