Teile mit komplexer Geometrie lassen sich durch eine neue Kaltumformtechnik jetzt einfacher herstellen. Die Allgaier Sachsen GmbH hat hierzu mit Hilfe des Umweltinnovations-Programms des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit das so genannte „Variotempo“-Verfahren entwickelt. In sieben aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten lässt sich aus einer Platine ein Bauteil mit besonders hoher Ziehtiefe herstellen. Im Haupt-Ziehprozess drückt die Matrize mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf den unteren Stempel. Dadurch können auch feste Stähle bis 180 mm tiefgezogen werden. Weitere Ziehschritte erreichen Tiefen bis 280 mm.

Je nach Werkstück lässt sich der Materialeinsatz durch Variotempo bis zu 40 % reduzieren. Werden hochfeste Stähle verwendet, sind Gewichtseinsparungen bis 60 % möglich und damit Leichtbau. Bei der bisherigen tiefziehenden Kaltumformung mussten für komplexe Geometrien zwei Bauteile in unabhängigen Pressvorgängen hergestellt und anschließend verbunden werden. Dies führte zu einem höheren Energie- und Materialverbrauch nebst höherem Gewicht. Ein anderer konventioneller Weg ist die Warmumformung – mit einem hohen Einsatz thermischer Energie.

Ein weitere Ressourcen schonende Technik hat die Dr. Mirtsch Wölbstrukturierung GmbH zur Herstellung gewölbter und strukturierter Bleche entwickelt. Mit dem patentierten bionischen Umformverfahren lässt sich eine sechseckige Wölbstruktur in Metallbleche einbringen und auch in andere dünnwandige Materialien. Anders als beim herkömmlichen Umformen entsteht die sechseckige Wölbstruktur durch Unterdruck im Selbstorganisations-Prinzip. Dadurch wird zum Einbringen von versteifenden Strukturen nur 5 % bis 10 % der bisherigen Umformenergie benötigt.

5 % bis 10 % der bisherigen Energie

Durch eine Wölbstrukturierung von Blechen kann man die Materialstärke bei gleich bleibender Festigkeit über 30 % reduzieren. Im Falle einer zylinderförmigen Einhausung eines Motorradkatalysators lassen sich sogar 50 % bis 75 % Einsparung erzielen – abhängig von Größe und Volumen des Katalysators. Dies führt zu einer Gewichtsreduktion von bis zu 30 %. Zudem werden durch die Wölbstrukturierung eine bis zu 65 % höhere Biege- und Formsteifigkeit sowie eine bessere Haltbarkeit unter Thermoschockbelastungen erreicht. Hierdurch verbessert sich die Lebensdauer des Bauteils. Neben solch neuen Verfahren lässt sich aber auch bei herkömmlichen Prozessen die Effizienz verbessern. Im Themenbereich Umformtechnik bietet das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) so genannte Ressourcenchecks und Prozessketten an für das Tiefziehen, Warm- sowie Kaltwalzen. Damit können Unternehmen ihre Fertigungsabläufe analysieren und Ansatzpunkte zur Prozessverbesserung finden.

Als Kompetenzzentrum des Bundesumweltministeriums bündelt das VDI ZRE Informationen, bereitet Wissen auf und erarbeitet Arbeitsmittel, die den Wissenstransfer in die Praxis vereinfachen sollen.

Die Bandbreite der Instrumente reicht von Online-Arbeitsmitteln, wie Ressourcenchecks für Betriebe, über Kurzanalysen und Studien bis zum YouTube-Kanal mit einer eigenen Filmreihe, in der bereits umgesetzte Ressourceneffizienzprojekte aus Unternehmen gezeigt werden. Alle Instrumente und Arbeitsmittel stehen auf der Webseite des VDI ZRE kostenfrei bereit.

VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH (VDI ZRE)

Bertolt-Brecht-Platz 3

10117 Berlin

Ansprechpartner ist Manuel Weber

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