Hochgeschwindigkeitsscherschneiden von Stangenmaterial

Rohlinge für das Kaltfließpressen oder Präzisionsschmieden können u.a. mittels Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) hergestellt werden. Hierdurch wird im Vergleich zum Scheren oder Sägen die Produktivität und Qualität deutlich gesteigert und ein Materialverlust verhindert. Um das HGSS-Verfahren in der praktischen Anwendung weitreichend zu etablieren, sind jedoch die aktuellen Prozesseinsatzgrenzen bezüglich schwer trennbarer Werkstoffe oder des maximalen Halbzeugdurchmessers noch deutlich zu verbessern. Hieraus leitet sich das Forschungsziel der Erweiterung der Prozesseinsatzgrenzen und Steigerung der Energie- und Rohstoffeffizienz beim HGSS ab. In dem Projekt wird ein ganzheitlicher Lösungsweg verfolgt, bei dem eine enge Wechselwirkung zwischen den Werkstoffuntersuchungen im Labor, den Prozessanalysen an der HGSS-Anlage und den numerischen Simulationen besteht. Hierdurch ist es möglich, den Trennvorgang bei hohen Formänderungsgeschwindigkeiten experimentell durchzuführen, numerisch abzubilden bzw. zu untersuchen sowie anschließend zu optimieren. Die angestrebten Ergebnisse in Form der Arbeitsdiagramme, die u.a. bezüglich der Prozesskräfte oder Rohteilqualität mittels Einflussanalysen zu Prozess- und Bauteilparametern bestimmt werden, liefern zurzeit noch fehlendes Wissen zum HGSS. Hierdurch können zukünftig aufwendige Erprobungszyklen zur Dimensionierung und Auslegung von HGSS-Prozessen oder -Werkzeugen entfallen und die Serienreife HGSS-gefertigter Halbzeuge preisgünstiger und schneller erreicht werden. Der Nutzen der KMU folgt nach Umsetzung der Projektergebnisse aus der verbesserten Prozessbeherrschung, der Datenbasis zur Werkzeug- und Maschinenauslegung insbesondere für größere Durchmesser und schwer trennbare Materialien, der Erhöhung der Ausbringungsmenge, der Steigerung der Scherqualität, der Erweiterung des Anwendungspotentials und der Werkstoffauswahl, der Einsparung von prozessspezifischen Zwischenschritten sowie der Verringerung des Energiebedarfs.