Während das Gratlosschmieden von Stahlbauteilen schon sehr gut erforscht ist und auch in der Praxis wirtschaftlich funktioniert, stößt das Gratlosschmieden von Aluminium derzeit noch an Grenzen. Denn beim Schmieden von Aluminiumbauteilen entsteht neben der gewünschten Form manchmal noch ein unerwünschter, meist sehr dünner Rand, der sogenannte Flittergrat. Er bildet sich, wenn das Aluminium in Spalte des Werkzeugs fließt.

Um den Flittergrat zu entfernen, muss das Bauteil anschließend spanend nachbearbeitet werden – und das ist recht aufwendig, weil der Grat nicht gleichmäßig entsteht. Das Schmiedeunternehmen Otto Fuchs aus dem nordrhein-westfälischen Meinerzhagen hat deshalb dem Flittergrat den Kampf angesagt – gemeinsam mit Wissenschaftlern des Instituts für Integrierte Produktion Hannover.

Dichtungskonzept erarbeiten

Im Forschungsprojekt „Flidial“ will das IPH zunächst die Werkzeugbeanspruchung im Schmiedeprozess ermitteln und einen Demonstratorprozess entwickeln, um vier unterschiedliche Flittergratfälle an verschiedenen Positionen im Werkzeug zu untersuchen. Anschließend überprüfen die IPH-Wissenschaftler an den Umformpressen von Otto Fuchs zwei komplexe Bauteile aus der Praxis und analysieren dort die Flittergratbildung und die Anwendbarkeit unterschiedlicher Dichtungskonzepte.

Mit den Erkenntnissen, die im Projekt erarbeitet werden, entwickeln die Wissenschaftler anschließend ein industriell anwendbares Prognosemodell, das künftig bei der Prävention von Flittergrat unterstützen soll. „Mit dem Modell können Unternehmen künftig vorhersagen, an welcher Stelle eines Bauteils Flittergrat entstehen wird und mit welchem Dichtungskonzept dieser eingeschränkt werden kann“, berichtet Alexander Martini vom IPH, der das Projekt „Flidial“ leitet.

Nachbearbeitung einsparen

Ziel des Forschungsprojekts ist es, das Gratlosschmieden von Aluminium für die Industrie wirtschaftlicher zu gestalten. Schmiedeunternehmen, etwa Zulieferer der Automobil- und Luftfahrtindustrie, können damit nicht nur Material und Energie sparen, sondern auch die Produktionszeit deutlich verkürzen, weil die spanende Nachbearbeitung entfällt. All das soll letztlich Kosten sparen und den Produktionsstandort Deutschland sichern.

Gefördert das wird Transferprojekt „Flidial – Flittergratvermeidung beim Gratlosschmieden von Aluminium unter Berücksichtigung industrienaher Prozessparameter und Variation von werkzeugintegrierten Dichtungskonzepten“ von der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

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