Entwicklung eines Werkzeugkonzeptes mit integrierter Schließvorrichtung

Im Rahmen einer stetig ressourceneffizienteren Produktion konnte sich die Innenhochdruck-Umformung als vielfältiges Fertigungsverfahren etablieren. Jedoch sind speziell kleinere Bauteile mit hohen Präzisionsanforderungen, insbesondere bei niedrigen und mittleren Stückzahlen aufgrund großer Mindesteinbauabmessungen von Werkzeugen bei bisherigen Pressenkonzepten, kaum wirtschaftlich herstellbar. Bestehende Leichtbaupressen, welche dem Leitmotiv der Senkung von Pressenabmaßen und -gewicht folgen, weisen jedoch deutliches Entwicklungspotential in der Prozesszeitenreduktion auf. Im Rahmen dieser Arbeit soll dabei die Entwicklung eines autarken Werkzeugkonzeptes im Vordergrund stehen, bei dem die Schließkraftaufbringung mittels Zugbügeln aus Kohlenfaserverbund unmittelbar im Werkzeug abgebildet wird und dabei das Handling der Halbzeuge außerhalb stattfindet. Eben in jener Bestückungsstrategie ist eine Taktzeitenreduktion von über 30 % zu erwarten, was den innovativen Kern dieses Konzeptes hinsichtlich technologischer und wirtschaftlicher Aspekte darstellt. Grundlage zur Entwicklung dieses Gesamtkonzeptes bildet dabei die Konstruktionsmethodik nach VDI 2221. Um derartige Taktzeitenreduktionen zu erzielen, werden dabei verschiedene Antriebskonzepte hinsichtlich der Axialachsen-, Radialachsen-, Stößel- und Werkzeugwechselbewegung recherchiert, bewertet und in einem grobmaßstäblichen Gesamtentwurf abgebildet. Anhand überschlägiger Berechnungen von Prozesszeiten wurde eine Steigerung von Produktivität und Flexibilität des Werkzeugkonzeptes nachgewiesen. Somit ist das Leitmotiv zur Fertigung kleinerer IHU geformter Bauteile mit diesem Leichtbaukonzept bestätigt