Dipl.-Ing.

Heinen, Daniel

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  • Publication
    Wear protection of deep drawing tools by systematic optimization of highly stressed surfaces
    ( 2014)
    Klocke, Fritz
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    Heinen, Daniel
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    Schongen, Fabian
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    Arntz, Kristian
    ;
    Liu, Yuan
    ;
    Bäcker, Vladimir
    ;
    Feldhaus, Björn
    The automotive sector is one of the largest energy consumers in Germany. Requests from politics and industry to significantly reduce emissions require new developments during utilization as well as during production phase. In line with the framework concept "InnoCaT", where more than 60 companies and research facilities from Germany take part, possibilities for producing companies are developed and analyzed to reduce the resource and energy consumption and by this reducing costs along the entire process chain of car body manufacturing. One approach to design car bodies lighter and more efficiently is to use aluminium and high strength steels. By this means weight and sheet thickness are reduced. However higher strengths of the steels and the adhesion affinity of aluminium significantly increase the requirements regarding the used tool steel. Thus grooves or galling appear more frequent at highly stressed surfaces. To assure high lifetimes and by this increase especially the resource efficiency concerning use of material and setting-up times within the press plant, a local optimization at the highly stressed surfaces is necessary. For this a FEM/BEM-tool for a time efficient and exact calculation of the occurring tool loads for complex die profiles is developed. Based on this development of load calculation a shape-optimization is performed at the corresponding areas. After the geometric optimization of the tool a local laser surface treatment for further wear protection is carried out using laser cladding or laser alloying/ -dispersing. By combining the technologies a highly wear resistant surface is achievable, which increases the tool's lifetime as well as the reproducibility within production.
  • Publication
    Verschleißreduktion von Tiefziehwerkzeugen durch Geometrie- und Aktivflächenoptimierung
    ( 2014)
    Bremen, M.
    ;
    Clausen, P.
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    Esser, T.
    ;
    Heinen, Daniel
    ;
    Kotzian, M.
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    Leihkauf, Jörg
    ;
    Liu, Y.
    ;
    Malek, R.
    ;
    Mühlbauer, H.
    ;
    Petersen, S.
    ;
    Schongen, Fabian
    ;
    Spans, A.
    ;
    Stautner, M.
    Um Karosserien leichter und effektiver zu gestalten ist der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen, wie Aluminiumlegierungen und hochfesten Stählen, notwendig. So kann die Blechdicke reduziert und Gewicht eingespart werden. Jedoch führen höherfeste Stähle und die Adhäsionsneigung von Aluminium zu einem signifikanten Anstieg der Anforderungen an den Werkzeugwerkstoff. Um hohe Werkzeugstandzeiten und somit eine hohe Ressourceneffizienz hinsichtlich des eingesetzten Werkstoffs und der Rüstzeiten im Presswerk zu gewährleisten ist eine lokale Optimierung der hochverschleißbehafteten Oberflächen zielführend. Daher wurde im Rahmen dieses Teilprojekts zunächst ein FEM/BEM-Tool für eine zeiteffiziente und genaue Berechnung der auftretenden Belastungen der komplexen Tiefziehwerkzeuggeometrie entwickelt. Parallel zur Geometrieoptimierung des Werkzeugs wurde eine Laseroberflächenbehandlung zum erweiterten Verschleißschutz erforscht. Durch Kombination der Technologien ist eine höchstverschleißfeste Oberfläche erzielbar die zu gesteigerten Werkzeugstandzeiten als auch zu verbesserten Reproduzierbarkeiten in der Fertigung führt.
  • Publication
    Innovative surface technologies for optimized tooling
    ( 2013)
    Klocke, Fritz
    ;
    Andrecht, Dennis
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    Heinen, Daniel
    ;
    Arntz, Kristian
    ;
    Dambon, Olaf
    ;
    Schongen, Fabian
  • Publication
    Wear protection of pools by local geometry and material optimization
    ( 2012)
    Klocke, Fritz
    ;
    Heinen, Daniel
    ;
    Schongen, Fabian
    ;
    Arntz, Kristian
    ;
    Bäcker, Vladimir
    ;
    Feldhaus, Björn
  • Publication
    Ressourceneffiziente Fertigung von Tiefziehwerkzeugen
    ( 2012)
    Klocke, Fritz
    ;
    Heinen, Daniel
    ;
    Andrecht, Dennis
    ;
    Arntz, Kristian
    ;
    Vieten, Hanno
    ;
    Zymla, Christoph
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    Dambon, Olaf
    ;
    Schongen, Fabian
    ;
    Bäcker, Vladimir
    ;
    Feldhaus, Björn
    Die Effizienz in der Fertigung und insbesondere die effiziente Nutzung von Ressourcen wird ein immer wichtigerer Faktor. Daher ist das Ziel der Innovationsallianz "InnoCaT", einem Zusammenschluss von über 60 Industriefirmen und Forschungseinrichtungen, in einer gezielten markt- und anwendungsorientierten Kooperation die Prozesskette zur Fertigung von Fahrzeugkarosserien energie- und ressourcenschonender zu gestalten. Im Verbundprojekt "InnoCaT3 - Ressourceneffizienter Werkzeugbau" widmen sich die teilnehmenden Partner der Aufgabe, die Effizienz des Werkzeugbaus deutlich zu verbessern. Im Beitrag werden zwei Teilprojekte vorgestellt: "Verschleißreduktion von Tiefziehwerkzeugen durch Geometrie- und Aktivflächenoptimierung" sowie "Automatisierte Korrektur von Umformwerkzeugen".
  • Publication
    Verschleißreduktion von Werkzeugen durch gezielte Geometrie- und Aktivflächenoptimierung
    ( 2011)
    Klocke, Fritz
    ;
    Heinen, Daniel
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    Arntz, Kristian
    ;
    Bäcker, Vladimir
    ;
    Schongen, Fabian
    ;
    Feldhaus, Björn
    Die Automobilindustrie ist einer der größten Energieverbraucher in Deutschland. Die Forderungen aus Politik und industriellem Umfeld die Emissionen deutlich zu reduzieren erfordern neue Entwicklungen sowohl in der Produktionsphase der Fahrzeuge als auch in der Nutzungsphase. Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts »InnoCaT« an dem über 60 Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus Deutschland teilnehmen werden Möglichkeiten für produzierende Unternehmen entwickelt und untersucht den Ressourcen- und Energieeinsatz und somit auch die Kosten entlang der gesamten Prozesskette der Karosseriefertigung zu reduzieren. Wesentliche Hebel sind dabei die Effizienzsteigerung innerhalb der Fertigungstechnologien die verbesserte Abstimmung von Schnittstellen sowie die Reduktion von Verschleiß und Ausschuss. Im Bereich des Werkzeugbaus ist die Standzeit der Werkzeuge ein wesentlicher Faktor für eine ressourceneffiziente Fertigung. Um der Forderung einer Reduzierung von Kosten und Ressourceneinsatz durch Produktionsausfallzeiten und Nacharbeit nachzukommen ist es notwendig die hochverschleißbehafteten Bereiche der Werkzeuge resistenter auszulegen. Hierzu entwickeln das Fraunhofer IPT und das WZL der RWTH Aachen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein kombiniertes Verfahren zur geometrischen und werkstofftechnischen Optimierung der Werkzeugaktivflächen zur Reduzierung des Werkzeugverschleißes.