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2016
Presentation
Titel
Flexible and economic production of structural parts and assemblies for small produciton numbers
Titel Supplements
Presentation held at Strategies in Car Body Engineering, 15 - 16 March 2016, Bad Nauheim
Alternative
Flexible and economic production of structural parts and ZSB's for small produciton numbers
Flexible und wirtschaftliche Fertigung von Strukturbauteilen und ZSB's bei kleinen Stückzahlen
Abstract
Die rasch zunehmende Modellvielfalt im Automobilbau führt zu sinkenden Stückzahlen je Bauteil-Variante. Bei weniger als 50.000 Blechteilen pro Jahr gelangt die Produktion von Strukturkomponenten mittels konventioneller Verfahren wie dem mehrstufigen Umformen in Folgewerkzeugen an die Wirtschaftlichkeitsgrenze. Daraus leitet sich die Anforderung ab, die finanziellen und zeitlichen Aufwände zur Fertigung und zum Betrieb von Betriebsmitteln entlang der Werkschöpfungskette zu minimieren. Daher wurde eine neuartige Fertigungsmethode entwickelt, bei der über kleine Änderungen am Bauteildesign - und der damit einhergehenden Vereinfachung der Technologiekette - ein erheblicher Teil der Werkzeugkosten eingespart wird. Mehrstufige Umformwerkzeuge werden dabei bspw. auf eine einzelne, bauteilspezifische Umformstufe reduziert und die restliche Bearbeitung wirtschaftlich mit flexiblen Blechbearbeitungsmaschinen realisiert. Anhand eines Sitzquerträgers wurde die generelle Machbarkeit der Methode nachgewiesen, das erforderliche Werkzeugmaterial wurde um 90 % reduziert der Blechausnutzungsgrad von 60 auf 77 % erhöht. Mit der dargestellten Fertigungsfolge können Strukturbauteile bis 30.000 Stück pro Jahr wirtschaftlicher gefertigt werden als mit konventioneller Weise. Die als StaBiFü® (Stanzen-Biegen-Fügen) bezeichnete Fertigungsmethode bietet neben den genannten wirtschaftlichen Vorteilen weitere Potentiale. Die Prozesskette erlaubt ein schnelleres ramp-up, die Änderungsflexibilität und -agilität ist im Vergleich zu konventionellen Verfahren wesentlich höher. Durch geregelte Teilprozesse können Material- und Prozesschwankungen ausgeglichen werden. Die lokal beschränkte Umformung ermöglicht den Einsatz von hoch- und höchstfeste Werkstoffen. Die Fertigung von Bauteilen mit fixen Anschlussgeometrien bei Verwendung unterschiedlich zugeschnittener Halbzeuge bzw. bei Wechsel dieser während der Produktion ist realistisch. Mit dem Einsatz flexibler Blechbearbeitungsmaschinen können weitere Potentiale gehoben werden, die Folgeprozesses, wie dem Karosseriebau, wirkungsvoll unterstützen. Durch Verwendung von K-Knoten und anderen Fixier- und Spannhilfen, kann der Vorrichtungsaufwand deutlich gesenkt werden.
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