SFB 489:  Process Chain for the Production of Precision Forged High Performance Components

• Subject Area: Mechanical and Industrial Engineering ; Materials Science and Engineering
• Term: from 2000 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5483994

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Etablierte Fertigungsverfahren und Prozessabläufe zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit und hohe Effizienz aus. Diese Fertigungsverfahren sind bereits in einem hohen Maße optimiert und besitzen ein geringes technologisches Optimierungspotential. Die Einbeziehung von alternativen Prozessvarianten und Substitutionsmaßnahmen bei den Bemühungen, eine Effizienz- und Qualitätssteigerung zu realisieren, sind oftmals die einzige Möglichkeit, um signifikante und nachhaltige Erfolge zu erzielen. Des Weiteren verspricht die Verknüpfung von technologischen, logistischen und wirtschaftlichen Betrachtungsweisen eine Offenlegung von weiteren bisher verdeckten Optimierungspotentialen. Ziel des Sonderforschungsbereiches 489 war die grundlegende Entwicklung und Qualifikation neuer technologischer, logistischer und wirtschaftlicher Verfahren zur Herstellung von Hochleistungsbauteilen innerhalb der Prozesskette Präzisionsschmieden. Im Mittelpunkt stand die Verkürzung der Prozesskette, die unter anderem auf der Integration der Wärmebehandlung in die Prozesskette und der Substitution der spanenden Weichbearbeitung durch die Präzisionsschmiedetechnik beruhte. Zudem wurde eine umfassende technologische, logistische und wirtschaftliche Betrachtung der Prozesskette angestrebt, um die umfangreichen Wechselwirkungen der Teilprozesse und darüber hinaus die technischen, logistischen bzw. wirtschaftlichen Wechselwirkungen vollständig zu erfassen und so bisher nicht genutzte Optimierungspotentiale zu nutzen. Die gratfreie hochpräzise Warmmassivumformung (Präzisionsschmieden) erlaubt die Fertigung von endkonturnahen Schmiedeteilen, die lediglich einer abschließenden Hartfeinbearbeitung unterzogen werden müssen. Der Sonderforschungsbereich 489 hat sich die Entwicklung und übergreifende Betrachtung einer Prozesskette auf Basis dieser Schmiedetechnologie zur Herstellung von Hochleistungsbauteilen zur Aufgabe gemacht. Um die Wirtschaftlichkeit von Umformprozessen für Bauteile mit sehr hohen Dauerfestigkeitsanforderungen gewährleisten zu können, wurden neuartige Werkzeugtechnologien und verschleißreduzierende Verfahren für Schmiedegesenke im Rahmen des Sonderforschungsbereiches erforscht. Die im SFB 489 betrachtete Prozessvariante des Präzisionsschmiedens sah eine integrierte Wärmebehandlung vor, die den Einsatz von Vergütungsstählen erlaubt und technische sowie wirtschaftliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen Fertigung von Schmiedeteilen birgt. Die kostenintensive spanende Weichbearbeitung wurde in der Prozesskette des SFB 489 durch die erzielten Toleranzen beim Präzisionsschmieden nahezu vollständig substituiert. Prozesse zur Fertigung von Hochleistungsbauteilen sind angewiesen auf prozessintegrierte und prozessbegleitende Messtechniken, die eine Qualitätsdatenerfassung für jedes hergestellte Bauteil ertauben. Die Entwicklung entsprechender Messtechniken und Verfahren zur automatisierten Prozesssteuerung und Qualitätsoptimierung bildete einen weiteren Schwerpunkt der Forschungstätigkeiten des Sonderforschungsbereiches 489. Die Entwicklung von logistischen und wirtschaftlichen Bewertungs- und Entscheidungsstrategien sowie die Betrachtung von technologischen und logistischen bzw. wirtschaftlichen Abhängigkeiten der einzelnen Fertigungsprozesse untereinander, rundeten die übergreifenden Untersuchungen der Prozesskette zur Herstellung von präzisionsgeschmiedeten Hochleistungsbauteilen ab.

Publications

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• Zeitbereichsanalyse transienten Umformverhaltens zur Qualitätsbewertung beim Präzisionsschmieden von Hochleistungsbauteilen. DGZfP e.V. (Hrsg.): Berichtsband-CD zur DACH-Jahrestagung 2012
  Reimche, W.; Böhm, V.; Bach, Fr.-W.; Odening, D.; Behrens, B.-A.
  
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  Behrens, B.-A.; Hübner. S.; Vucetic, M.
  
• Prozesskette Präzisionsschmieden. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag 2014, ISBN 978-3-642-34663-7, ISBN 978-3-642-34664-4 (eBook)
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• Schutzrecht EP2567756 A3 2014-08-20). DE 102011112519 2011-09-07 - Vorrichtung zum Aufbringen eines Mediums auf ein Objekt und Verfahren zur Detektion von Abweichungen eines Sprühfeldes
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