OptProKomp

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.).

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