30.10.24 – Materialprüfungsanstalt der Uni Stuttgart
Crashsichere Bauteile aus leichtem Werkstoff
Um den Nachweis zu erbringen, wie sich der leichte Werkstoff Aluminium zu crashsicheren Karosserie-Bauteilen verarbeiten lässt, konstruiert die Materialprüfungsanstalt (MPA) auf dem Campus der Universität Stuttgart eine Portalmaschine mit 2-Achs-Schwenkkopf.
Mit massiven Stahlträgern und 60t Gewicht beeindruckt die Portalmaschine der MPA. © MPA Stuttgart
Mit massiven Stahlträgern und 60 Tonnen Gewicht beeindruckt die Portalmaschine der MPA. Sie wird zur Bearbeitung von Leichtbaumaterialien benötigt. Um sie aufstellen zu können, wurde in der Laborhalle ein eigenes Fundament ausgehoben und mit Beton ausgegossen. Die Ausmaße der neuen Anlage sind gigantisch: 7m x 6m x 5,5m umfasst die MATEC 40P mit 2-Achs-Schwenkkopf (Länge*Breite*Höhe). Sie wurde entwickelt für die Bearbeitung von großflächigen und großvolumigen Werkstücken. Auf ihr kann die MPA Bleche von 1,80m x 4m schweißen. Als Portalmaschine wird sie bezeichnet, weil die leistungsstarke Motorspindel an einem Querbalken zwischen zwei Ständern geführt wird. Die Konstruktion aus Ständern und Querstrebe bildet ein Portal. Die MATEC zerspant 3DFormen aus Kunststoff, Nichteisenmetallen und Stahl, bearbeitet plattenförmige Werkstücke und Schweißteile.
Benötigt wird die Maschine an der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart, um großflächige und großvolumige Werkstücke aus Stahl- und Aluminiumblech zu fertigen. Genauer: Um den Nachweis zu erbringen, dass ressourceneffiziente Tailor welded Blanks (TWB) für den Leichtbau von E-Fahrzeugen hergestellt werden können. Die Institute der Universität Stuttgart Materialprüfungsanstalt (MPA), Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre (IMWF) und Umformtechnik (IFU) haben hierzu mit mehreren Automobilherstellern und Anlagenbauern Lösungsansätze entwickelt.
Die Portal-Bauweise der MATEC bietet den Vorteil, dass das Gewicht der einzelnen Werkstücke sich auf dem Maschinentisch verteilt. Es schränkt nicht die Bearbeitung bzw. Zerspanung ein, diese erfolgt über das bewegliche Portal und einen dynamischen 2-Achsen Gabelkopf mit leistungsstarker Motorspindel mit 33 kW und einer Dauerdrehzahl von 8.000 1/min. Der stillstehende Maschinentisch (auf Hallenbodenniveau ist günstig für die Großteilfertigung / befindet sich in einer für den Maschinenbediener ergonomischen Höhe).
Die Inbetriebnahme der Portalanlage ist für den Jahreswechsel 24/25 geplant. Das Labor der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart verfügt außer der Portalanlage über vier robotergeführte Schweißzangen. Die orangenen Greifarme ragen in das Labor hinein. Unternehmen können die verschiedenen Anlagen zum Fügen und Fertigen im Leichtbau testen, wenn sie sich an dem Transformations-Hub CyberJoin beteiligen.
Bei dem zunächst auf zwei Jahre befristeten Hub handelt es sich um eine Plattform zum Wissenstransfer zwischen Industrie, Mittelstand und Forschung. Ziel ist es, den Wandel der Automobilwirtschaft zu Leichtbau und alternativen Antrieben zu beschleunigen. Da der Transformations-Hub vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert ist, sind alle Maßnahmen des Hubs kostenfrei.
Info
Transformations-Hub CyberJoin – der Hub für Füge-, Werkstoff- und Fertigungstechnik in der E-Mobilität
Dr.-Ing. Martin Werz von der MPA und Prof. Dr.-Ing. Heidi Cramer von der GSI Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH koordinieren gemeinsam die Arbeit des Transformations-Hubs „CyberJoin“ (www.cyberjoin.de). Dessen Ziel ist es, Füge-, Werkstoff- und Fertigungstechnologien in der Automobil- und Zuliefererindustrie voranzubringen, die in der Elektromobilität eingesetzt werden. Die Informations-Angebote und Events des Hubs werden vom BMWK gefördert, sodass dem Teilnehmer keine Kosten entstehen.
