Volume 98, Issue 10

Kurzfassung Hohe Maßhaltigkeit, Oberflächengüte und Belastbarkeit der Bauteile sind die stetig steigenden Qualitätsanforderungen an die Kaltmassivumformung, die dieser Fertigungstechnologie ein erweitertes Marktpotenzial eröffnen. Für die erforderliche Prozessführung und Werkzeugkonstruktion reicht Erfahrungswissen alleine oftmals nicht mehr aus, sondern muss durch moderne Simulationstechnologien unterstützt werden. Die am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie entwickelte und angewandte stochastische Simulation ist ein leistungsfähiges Verfahren zur Steigerung der Produktqualität und Werkzeuglebensdauer.

Kurzfassung Neue Blechwerkstoffe erobern den Markt. Auf Grund der steigenden Anforderungen an das spezifische Festigkeitsverhalten dieser Werkstoffe geht die Entwicklung zu hoch-, höher- und höchstfesten Stählen. Eine gesteigerte Festigkeit führt zu einem erhöhten Werkzeugverschleiß in der Fertigung. In diesem Beitrag soll aufgezeigt werden, wie mittels unterschiedlicher Ansätze in verschiedenen Fertigungsprozessen der Verschleiß des Werkzeugs bei der Umformung neuer Blechwerkstoffe reduziert werden kann.

Kurzfassung Strangpressprofile aus Aluminium und Magnesium finden insbesondere im Automobilbau in den Space-Frame-Konstruktionen ihre Anwendung. In diesem Artikel wird ein erweitertes Strangpressverfahren zum Fertigen von gekrümmten Profilen vorgestellt, das vom bisherigen einachsigen Krümmen in den 3D-Anwendungsbereich überführt wird. Dabei sollen die Eigenschaften und Problematiken des Verfahrens und der Erweiterung herausgestellt werden.

Kurzfassung Diese Abhandlung beschreibt eine Methode, um die Fließkurve von Feinblechen über die Gleichmaßdehnung hinaus und die senkrechte Anisotropie in Abhängigkeit von der Vergleichsdehnung durch die Verwendung eines optischen Messsystems zu bestimmen. Die Fließkurve wird mittels eines modifizierten Ansatzes nach Siebel und Schwaigerer ermittelt. Im Vergleich mit Ergebnissen von zweiachsigen Umformprozessen zeigt eine numerische Simulation unter Verwendung verbesserter Werkstoffdaten insbesondere in Bereichen hoher Dehnung eine höhere Übereinstimmung der Dehnungsverteilung als die Ergebnisse von Simulationen, in denen konventionell ermittelte Werkstoffkennwerte verwendet werden.

Kurzfassung Leichtbauteile aus umgeformten Magnesiumblechen lassen sich derzeit auf Grund der eingeschränkten Umformeigenschaften noch nicht wirtschaftlich herstellen. Um die Vorteile der wirkmedienbasierten Umformung auch bei der Umformung von Magnesiumblechen anwenden zu können, muss sie jedoch mit temperierten Werkzeugen und Wirkmedien erfolgen. In diesem Beitrag wird über die wirkmedienbasierte Warmumformung von Magnesiumblechen mit den beiden Verfahren Hochdruckblechumformung und hydromechanisches Tiefziehen berichtet. Dabei werden die Vorteile gegenüber dem konventionellen Tiefziehen ermittelt.

Kurzfassung Bei der Fertigung von Bohrungen mit kleinem Durchmesser und großem l/D-Verhältnis in metallischen Werkstoffen, wird das Einlippenbohrverfahren eingesetzt. Einer Leistungssteigerung des Verfahrens durch erhöhte Vorschubwerte sind insbesondere bei der Bearbeitung schwerzerspanbarer Werkstoffe Grenzen gesetzt. Die hier vorliegenden Spanformen neigen zum Verklemmen in der Bohrung, was zu einer verminderten Bearbeitungsqualität oder sogar zum Bruch des Werkzeugs führen kann. Eine Möglichkeit zur Spanformbeeinflussung hinsichtlich kurzbrüchiger Späne ist die Überlagerung des Vorschubs durch Einkoppeln einer zusätzlichen, oszillierenden Axialbewegung. Dazu bieten sich piezoelektrische Translatoren an, deren Einsatz derzeit am Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart untersucht wird.

Kurzfassung Die Forderungen nach steigender Produktivität bei gleichzeitiger Kostenreduzierung führten in der Produktionstechnik zu einem Nachdenken über neue Maschinenkonzepte. Bei konventionellen Maschinenkinematiken erfolgt die lineare Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug entlang der Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. Für die 5-Achsen-Bearbeitung, beispielsweise im Werkzeug- und Formenbau, kann die lineare Bewegung zusätzlich mit ein oder zwei rotatorischen Drehachsen überlagert sein. Durch die aufeinander aufbauenden Maschinenkomponenten, wie Lager, Führungen und Antriebseinheiten, erhöht sich die zu bewegende Masse und führt somit zu einer Verschlechterung des dynamischen Verhaltens der Struktur und ihrer Gesamtgenauigkeit. Der Einsatz paralleler Kinematiken in Handhabungs- und Werkzeugmaschinen bietet Potenziale gerade hinsichtlich der Dynamik und Steifigkeit.

Kurzfassung Präzisionsbauteile stellen häufig die Schlüsselkomponenten für innovative Hochtechnologieprodukte dar. Unabhängig von der Größe sind die hochgenauen komplexen Oberflächen charakteristisch für Präzisionsbauteile. Als komplex werden dabei solche Oberflächenformen bezeichnet, die mehr Freiheitsgrade besitzen als plane und sphärische Flächen, allgemein also asymmetrische und asphärische Flächen, strukturierte Oberflächen sowie Kombinationen dieser Flächenformen. Für diese Oberflächen sind in der Regel keine deterministischen Herstellungsverfahren bekannt, d.h. der Bearbeitungsprozess muss – unter Umständen mehrmals – durch Messprozesse unterbrochen und korrigiert werden. Dadurch wird die Fertigung aufwändig und teuer. Eine der wichtigsten Technologien für die Fertigung von Präzisionsbauteilen – hervorgegangen aus den klassischen spanenden Fertigungsverfahren – ist die mechanische Präzisionsbearbeitung zur Herstellung von Bauteilen in optischer Qualität. Dieser Beitrag gibt einen Überblick zum Stand der Diamantbearbeitung anhand ausgewählter Anwendungsbeispiele.

Kurzfassung Die technologischen Vorteile hochharter Schneidstoffe in metallischer Bindung können auf Grund der erschwerten Einsatzvorbereitung kaum wirtschaftlich genutzt werden. In diesem Beitrag werden die Potenziale des Abrichtens mittels Kontakterosion verdeutlicht. Unter Einsatz kontakterosiver Technologien kann in einem Arbeitsgang neben der Belagschärfe auch das gewünschte Profil des Schleifbelags gezielt beeinflusst werden.

Kurzfassung Die Auslegung von Produktionssystemen heute und in Zukunft ist durch den Zielkonflikt von Flexibilität und Produktivität geprägt. Ein typisches Beispiel ist der Automobilbau. Steigende Gesamtstückzahlen werden durch eine größere Variantenvielfalt getragen. Die Folge sind sinkende Losgrößen. Die Wirtschaftlichkeit der Fertigung wird erheblich vom Aufwand an Nacharbeit beeinflusst. Eine Umstellung auf eine neue Produktvariante darf nicht durch Anlaufzeiten unnötig verzögert werden. Um unter diesen Bedingungen eine hohe Produktqualität bei sinkenden Kosten zu gewährleisten, ist die Durchdringung des Maschinenbaus mit Technologien der Informations- und Kommunikationstechnik zwingend notwendig. Die Schwerpunkte bei der Umsetzung einer robusten und gleichzeitig wandelbaren Produktion durch intelligente Produktionsanlagen liegen in hochintegrierten Prozessketten, dem mechatronischen Systemansatz für Produktionsanlagen und einer ganzheitlichen Planung des Produktionssystems in der virtuellen Welt.

Kurzfassung Die Kompensation von Stößelkippung und -versatz an Pressen ermöglicht die Verbesserung von Teilequalität, Produktivität und Fertigungskosten. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt zwischen dem IWM Dresden und dem IfU Stuttgart wurde für eine mechanischhydraulische Universalpresse ein solches System zur Kippungskompensation realisiert. Die dabei eingesetzte passiv-hydraulische Ansteuerung ermöglicht deutlich einfachere und preiswertere hydraulische Antriebe und erweitert die Einsatzbreite der Presse, wie die erreichten Ergebnisse eindrucksvoll belegen.

Kurzfassung Viele Prozesse im Bereich der Handhabung und Montage sind derzeit immer noch durch einen niedrigen Automatisierungsgrad geprägt. Eine Studie des VDMA beweist, dass hier ein immenses Potenzial zur Produktivitätssteigerung liegt, indem sie belegt, dass je nach Branche bis zu 70 % der Herstellungskosten auf diese Prozesse entfallen. Im Hinblick auf den immer stärker werdenden Wettbewerb wird der Entwicklung leistungsfähiger und flexibler Robotersysteme eine zentrale Bedeutung im Bereich der Automatisierungsbranche beigemessen. In diesem Artikel sollen daher neue Trends in der Entwicklung von Parallelrobotern sowohl auf der mechanischen Seite als auch im Bereich der Steuerung- und Informationsverarbeitung aufgezeigt werden. Zudem erfolgt eine Präsentation erster prototypischer Entwicklungen.

Kurzfassung Die Anpassung von Mobiltelefonen, bestimmt durch deren Demontage und Remontage, ist ein wettbewerbsfähiges Geschäftsfeld der Kreislaufwirtschaft. Hierbei sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren niedrige Anpassungskosten und nachfragegesteuerte Prozessplanungswerkzeuge. Kurze Produktlebenszyklen und große Variantenvielfalt stellen hohe Anforderungen hinsichtlich der Erfüllung dieser Erfolgsfaktoren. Im Folgenden werden ein entwickelter flexibel einsetzbarer Anpassungsprozess für Mobiltelefone, unter Berücksichtigung hybrider Demontageanlagen und eine Methode zur Zuweisung von Mobiltelefonen zu Anpassungsprozessen vorgestellt.

Kurzfassung Wissenschaftliche Prognosen haben schon vor Jahren die Virtualisierung der rechnerunterstützen Produktentstehung für die nahe Zukunft angekündigt [1]. Der angesprochene Wandel hat sukzessive bereits begonnen und offenbart sich in veränderten Firmenstrukturen und neuen Paradigmen der Vorgehensweisen. Ohne die spektakulären Entwicklungen der Informationstechnik sind derartig beschleunigte Veränderungen jedoch kaum denkbar. Im vorliegenden Beitrag werden einige informationstechnische Neuerungen der jüngsten Zeit vorgestellt, die als Kooperationswerkzeuge für die verteilte virtuelle Produktentstehung in vernetzten Unternehmen einzusetzen sind.

Kurzfassung Kundenindividuelle Massenproduktion ist ein Konzept zur Erfüllung der ständig differenzierteren Kundenwünsche und erfordert auch Flexibilität in den Produktionsprozessen. Erprobte Maßnahmen hierfür sind die Einführung dezentraler Organisationsstrukturen und von Teamarbeit. Eine weitere Steigerung von Flexibilität und Schnelligkeit bei der Abwicklung der Geschäftsprozesse verspricht der Einsatz mobiler Endgeräte zur Informationsbereitstellung und -erfassung. Ein Konzept für ein mobiles Informationsportal wird präsentiert.

Kurzfassung Trotz eines technisch klar nachzuweisenden Mehrwerts lässt sich ein Produkt oftmals nicht Gewinn bringend am Markt absetzen. Dies liegt an der mangelnden Mehrpreisfähigkeit neuer Produkttechnologien. Das heißt, der Kunde ist nicht oder nur unzureichend bereit, neue Funktionalitäten auch durch einen Mehrpreis zu honorieren. Der vorliegende Artikel beschreibt ein Konzept zur Bewertung von Innovationen auf Basis ihrer Mehrkosten und ihres Mehrwerts für Endkunden. Abhängig von der Preisbereitschaft verschiedener Kundensegmente sowie dem durch Lernerfahrungen sinkenden Kostenverlauf können optimale Markteintrittszeitpunkte für Innovationen abgeleitet werden. Die hier verwendeten Daten zur Beurteilung von Mehrpreis und -kosten stammen aus einer gemeinsamen Untersuchung des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen der TU Darmstadt (PTW) und der Unternehmensberatung McKinsey & Company, Inc.

Kurzfassung Ein hoher Lebensstandard erfordert Spitzenleistungen an Kreativität und industrieller Wertschöpfung. Zukunft gestalten heißt, neue Erzeugnisse entwickeln, produzieren und erfolgreich vermarkten. Die dynamische Entwicklung von Technologien eröffnet faszinierende Chancen für neue Produkte, die neue Arbeitsplätze und Wohlstand schaffen können. Dies gilt besonders für die Schlüsselbranche Maschinen- und Anlagenbau. Die in der Regel mittelständisch geprägten Unternehmen dieser Branche zeichnen sich durch ihre Agilität aus, d.h. durch die Fähigkeit auf Marktanforderungen flexibel und schnell zu reagieren. Angesichts komplexer werdender Marktleistungen und steigender Innovationsdynamik wird diese Fähigkeit allein nicht ausreichen, zum richtigen Zeitpunkt mit der richtigen Marktleistung präsent zu sein. Die Unternehmen müssen mehr Strategiekompetenz entwickeln, d.h. die Erfolgspotenziale von morgen frühzeitig erkennen und rechtzeitig erschließen, ohne die für den Mittelstand typische Agilität aufzugeben.

Kurzfassung Die Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus erfordert die kontinuierliche Steigerung der Produktivität, Prozesssicherheit und Verfügbarkeit der Produkte. Diese Herausforderung lässt sich nur durch konsequente Weiterentwicklung der Automatisierungstechnik erreichen. Die damit verbundene Komplexitätssteigerung stellt die Hersteller und Betreiber der Systeme vor erhebliche Probleme bei Service- und Instandhaltungsaufgaben. Häufig lassen sich Störungsursachen und Lösungsmöglichkeiten nur durch Spezialisten des System- oder Komponentenherstellers analysieren und finden. Um das Wissen der wenigen Know-how-Träger weltweit nutzen zu können, wurden bereits seit 1975 umfangreiche Teleservice-Funktionen entwickelt. Neben dem Zugriff auf steuerungsinterne Daten sind durch die gestiegene Bandbreite der Kommunikationssysteme heute auch Sprach- und Bildübertragung realisiert. Die breite Anwendung dieser Technik hat sich allerdings auf Grund der geringen Kundenakzeptanz nur in wenigen Marktnischen durchgesetzt. Zur breiten Anwendung dieser Technik ist es daher unerlässlich, die Interessen der Betreiber zu berücksichtigen und ihnen durch diese neuen Kommunikationsfunktionen einen Zusatznutzen bei Betrieb und Instandhaltung zu bieten.

Kurzfassung Der Artikel behandelt das Thema e-Engineering-Services – die neue Generation von e-Services mit Schwerpunkt auf die Unterstützung von Engineering-Tätigkeiten. In diesem Beitrag werden einige Beispiele dieser neuen Services vorgestellt, die im Rahmen des Projekts e-engineering-center (e-e-c) entwickelt und zum Teil implementiert worden sind.

Kurzfassung Six Sigma ist die Bezeichnung einer Methodik zur Verbesserung von Produkten und Prozessen anhand verschiedener Problemlösungsmodelle. Aktuell wird Six Sigma in deutschen Firmen verstärkt eingesetzt. Getragen wird Six Sigma im Unternehmen von den so genannten Green-Belts, Black-Belts, Master-Black-Belts und Champions. Diese müssen ein umfangreiches Ausbildungsprogramm in Problemlösungstechniken und Statistik über mehrere Tage und Wochen absolvieren. Die nachhaltige Wirkung eines solchen Trainings fordert den Einsatz von Übungseinheiten. Als besonders geeignet für die Wissensvermittlung haben sich durchgängige Planspiele erwiesen. Vor diesem Hintergrund hat das Fachgebiet Qualitätswissenschaft (QW) der TU-Berlin innovative Six-Sigma-Planspiele für die Weiterbildung in der Six-Sigma-Methodik entwickelt.