Von Julius Moselweiß
Im Rahmen eines ZIM-Projektes mit der Uni Kiel haben der Thermodynamik-Spezialist Hotset und der Werkzeugbauer Dornbusch ein System zur partiellen Temperierung von Werkzeugen für die Blechumformung entwickelt. Es wird derzeit in den Markt eingeführt und ermöglicht Qualitäts- und Prozessoptimierungen bei der Herstellung kaltgeformter Aluminiumblechteile mit komplexen Geometrien. Die Innovation aus Lüdenscheid und Buchholz erschließt den Blechverarbeitern zudem enormes Potenzial zur Reduzierung der Material- und Stückkosten. „Insbesondere bei der Herstellung glatter oder kalottierter Alublech-Formteile mit verdrehten Wölbungen, anspruchsvollen Konturen und engen Radien eröffnet das neue Temperiersystem vielversprechende Perspektiven“, sagt Andreas Filler, Leiter Kundenprojekte und Innovationen von Hotset.
Fehlerarme und ressourcenschonende Serienfertigung
Was das konkret bedeutet, ließ sich bereits beim Tiefziehen von Hitzeschutzblechen zeigen, wie sie im Automobilbau, in der Abgastechnik oder in der Luftfahrttechnik benötigt werden. Bisher gelingt es nur selten, diese geometrisch anspruchsvollen Blechformteile wiederholsicher, makellos und ohne Inkaufnahme erheblicher Ausschussquoten zu fertigen. Allzu oft werfen eine übermäßige Faltenbildung, unakzeptable Ausdünnungen oder gar Risse im Material das fehlerhafte Bauteil aus der Wertschöpfungskette. Insider der Branche berichten in diesem Zusammenhang von Ausschussquoten zwischen 10 und 40 %. Mit ihrem neuen Temperiersystem bieten Hotset und Dornbusch eine Systemlösung an, die es ermöglicht, intelligente Kaltumform-Werkzeuge zur fehlerarmen und ressourcenschonenden Serienfertigung hochwertiger Hitzeschutzbleche aus Aluminium und ähnlicher Dünnblechteile herzustellen.
Revolutioniert dieser Schmierstoff die Branche?
Partielle und fokussierte Erwärmung
Wirkungsweise und Effizienz der neuen Temperierlösung basieren auf der schnellen, zielgenauen und nur partiellen Erhitzung des Werkzeugs im Moment der Umformung. Es handelt sich um ein in das Tiefzieh-Werkzeug integriertes System aus dreidimensional beheizten Thermosegmenten, die über ein fein abgestimmtes Regelmodul stufenlos auf Temperaturen von bis zu 400° C gefahren werden. „Die nur teilweise und auf wenige Bereiche oder Punkte fokussierte Temperierung des Werkzeugs führt dann dazu, dass das Blechgefüge während des Tiefziehens genau und nur dort entstresst und erwärmt wird, wo es nötig oder beabsichtigt ist“, erläutert Sven Braatz, Vertriebsleiter und Prokurist von Hotset. Das Ergebnis sind Blechformteile mit reduziertem Faltenwurf und geringer Neigung zu Rissen und Ausdünnungen. Als zusätzlichen Pluspunkt führt Andreas Filler an, „dass sich weiteres Einsparpotenzial dadurch ergibt, dass beim Einsatz der partiellen Temperierung unter Umständen nur noch ein oder zwei Werkzeugsätze benötigt werden – statt drei oder mehr“.
Auch für ältere Tiefzieh-Werkzeuge geeignet
Der Integration der neuen Temperierlösung in das Umformwerkzeug geht eine detaillierte Problemzonen-Betrachtung voran. Diese Analyse sowie auch die Auslegung und die Konstruktion des Systems gehören zum Leistungsumfang von Hotset, wobei hier stets auch die Werkzeugbau-Kompetenzen von Dornbusch miteinfließen. Dabei hat sich schon während der Erprobungsphase gezeigt, dass das neue Temperiersystem sich so flexibel gestalten lässt, dass sich damit im Rahmen von Retrofitting-Projekten sogar ältere Tiefzieh-Werkzeuge optimieren lassen. Seine optimale Wirkung entfaltet es insbesondere bei Aluminiumblechen mit Dicken zwischen 0,6 und 0,8 mm. „Mit diesen Entwicklungen folgen wir der ganzheitlichen Zielsetzung, unseren Kunden zukunftssichere Systemlösungen bereitzustellen, mit denen sie sowohl die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit ihrer Prozesse verbessern als auch ihren CO2-Fussabdruck reduzieren können“, sagt Sven Braatz.
