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Suppliers Convention 14.04.2015 1 von 28

„Innovationen in der Massivumformung – die Gemeinschaftsforschung im Industrieverband

Massivumformung“

Suppliers Convention Hannover Messe Industrie 2015

Dipl.-Ing. Matthias Henke Geschäftsführer GKN Driveline Trier GmbH

Stellv. Leiter Ausschuss Forschung und Technik im Industrieverband Massivumformung


Vorstellung Person und Firma Industrieverband Massivumformung e.V.

– Branche

– Mitglieder

– Verbandsleistungen

Forschung – Organisation der Gemeinschaftsforschung

– Projekte der Massivumformung

– Themen der Zukunft

Agenda


Zu meiner Person… …

geb. am 07. Oktober 1962 in Stadtoldendorf verheiratet, zwei Kinder wohnhaft in Schweich

Studium „Allgemeiner Maschinenbau“ an der Technischen Universität Darmstadt Schwerpunkt „Umformtechnik“

Einstieg bei GKN Driveline Trier GmbH (damals Walterscheid Schmiede und Presswerk GmbH)

Stationen – Konstruktion um Entwicklung – Marketing und Vertrieb

Seit 2013: Werkleiter & Geschäftsführer GKN Driveline Trier GmbH

4

GKN Driveline Trier GmbH GKNplc - 48.000 Mitarbeiter, 4 Divisionen in 30 Ländern weltweit (www.gkn.com) GKN Driveline Division – 22.000 Mitarbeiter in 56 Standorten und 22 Ländern

Kennzahlen Standort Trier Stand 31.12.2014 Beschäftigtenzahl 477 Auszubildende 52 Gesamt 529 Umsatz 2014 159,2 Mill. € Stückzahl 87,5 Mill. St. Produktionstonnage 87.675 t Teilevielfalt in Produktion 784

Produkte Präzisionsumgeformte Teile für Gleichlaufgelenkwellen Achswellen für Nutzfahrzeuge

http://www.gkn.com/


„Massivumformung, was ist das?“

Industrieverband Massivumformung

IMU- Seminar „Umformtechnisches Grundwissen für Nicht-Techniker“ / DIN 8582


„Schmieden? Was machen die….?“



Nein, so sieht es in den Betrieben nicht mehr aus, eher so…




– Branche – Mitglieder – Verbandsleistungen




Agenda



200 Unternehmen am freien Markt der Massivumformung (Stahl und NE-Metalle)

Liefervolumen 2,4 Mio. t… …geht zu ca. 34 % in den Export …entspricht ca. 46 % der EU Produktion

Umsatz 7,4 Mrd. €

30.000 Beschäftigte Betriebsgrößenstruktur

84 % < 200 Beschäftigte

Hauptabnehmer (Inland) 52 % Fahrzeugbau 36 % Maschinenbau 12 % sonstige Bereiche

Branche und Mitglieder



Mitglieds-unternehmen

Internatio-nalisierung

Zulieferfragen

Öffentlichkeits-arbeit / techn.

Information

Projekte

Kontakte

Mittelstands-politik

Branchen- / Marktinfos

Schmiede-Akademie

German Cold Forging Group

Verbandsleistungen



– Branche

– Mitglieder

– Verbandsleistungen




Agenda


Forschung - Organisation

Gemeinschaftsforschung

Projektarbeit in Patengruppen

Erfahrungsaustausch in Arbeitskreisen

Projektarbeit in Patengruppen

Erfahrungsaustausch in Arbeitsgruppen

Warmmassivumformung Kaltmassivumformung

Ausschuss Forschung und Technik im Industrieverband Massivumformung – IMU

Forschungsbeirat in der German Cold Forging Group – GCFG


Projektmittel der Massivumformung

Forschung - Projekte

- €

250.000 €

500.000 €

750.000 €

1.000.000 €

1.250.000 €

1.500.000 €

1.750.000 €

2.000.000 €

2.250.000 €

2.500.000 €

2.750.000 €

3.000.000 €

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015*

Gesamt Fördermittel Gesamt HaushaltsmittelGCFG Fördermittel GCFG HaushaltsmittelIMU Fördermittel IMU Haushaltsmittel

*geplant

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/5/5c/BMBF_Logo.svg


Seit 2000 fast 150 Projekte durchgeführt Intranet Projektdatenbank verfügbar mit Ergebnissen

von über 450 Projekten der Massivumformung Recherchierbar über Volltextrecherche oder über

Ishikawa-Darstellung nach Themenbereichen und Zielen: – Standmenge: Einflussfaktoren

– Qualitätssicherung und Prozessüberwachung: Wirkungsgrad des Fertigungsprozesses

– Werkstoffentwicklung: optimaler Produktwerkstoff

– Simulation: Prozessbeherrschung, Kosten- & Zeitersparnis, Vorhersage Bauteileigenschaft



Entwicklung/Optimierung der Werkzeugsysteme

Simulation Prozessbeherrschung ; Kosten- & Zeitersparnis ; Vorhersage Bauteileigenschaft

Auslegung/Optimierung der Umformprozesse

Bauteilentwicklung/ -optimierung

Werkstoff- entwicklung

Werkstoffvorgänge ↔ Bauteileigenschaften

Eliminierung Schmiedefehler Stadienplanauslegung

Vorhersage der Werkstückschädigung

Definition und Optimierung von Prozessparametern

Transport-Optimierung

Vorhersage des Werkzeugverhaltens

Virtuelle Werkstoffentwicklung

Entwicklung höherfester Stähle

Darstellung Materialverhalten

Gewichtseinsparung

Pressenauswahl

Optimale Bauteilgeometrie

Vorhersage der Rissbildung

Verschleißminimierung


http://www.wzl.rwth-aachen.de/


Eliminierung Schmiedefehler 1

PRO-HERIS

2012 Studie „Auslegung von Sprühsystemen - Einsatzmöglich-keiten der Computional Fluid Dynamics (CFD)“ (IMU 24)

WZL 2009 Forschungsprojekt „Optimierung von Mehrstufenwerk-zeugen durch gekoppelte Simulation von Maschine und Prozess (SI S 789)

WZL 2013 Forschungsprojekt „Messtechnische und simulative Quantifizierung des Werkzeugverhaltens in der Massivumformung“ (IGF 16707 N)

WZL 2012 Forschungsprojekt „Effiziente numerische Methoden zur Werkzeugoptimierung in der Kaltmassivumformung“ (DFG KL 500-83-1)

PtU 2015 Forschungsprojekt "Übertragung eines Reibmodells für die Kaltmassivumformung in die industrielle Praxis“ (DFG)


http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2116&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=1e9fdf79575fa64a43471b5364bd57f6http://www.proheris.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=1741&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=05e8e54fd107864869c75ef808c06e37http://www.wzl.rwth-aachen.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2115&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=a05d5d29eaa56f5fe72ea621b031a10ehttp://www.wzl.rwth-aachen.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2251&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=e0b2c341d8c4ebb07dfbbe3b12730effhttp://www.wzl.rwth-aachen.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2272&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=be300a629835bc4f55d23d400c442671http://www.ptu.tu-darmstadt.de/


1 Projektstammdaten

2 Projektziele

3 Projektergebnisse



Projektbörse (im Mitgliederbereich

der Webseite) http://www.massivumformung.de

Neue Projekte

Laufende Projekte

Gerade abgeschlossene

Projekte

Newsletter E-Mail-Nachricht mit

Verweisen auf Details unter http://www.massivumformung.de

Themenfelder (PDF-Liste im Mitglieder-

bereich der Webseite) http://www.massivumformung.de

Arbeitskreise Vorstellung/Diskussion

Faktendatenbank (im Mitgliederbereich

der Webseite) http://www.massivumformung.de

eigenständige Projektpräsentation

(direkte Einladungen, Veranstaltungskalender)

Projektpräsentation bei Jahrestagung

(direkte Einladungen, Veranstaltungskalender)

Veröffentlichungen (zumeist im

SchmiedeJOURNAL)


http://www.massivumformung.de/http://www.massivumformung.de/http://www.massivumformung.de/http://www.massivumformung.de/


Werkstoffentwicklungen – LHD-Schmiedestahl -Lufthärtender Stahl / mittlere Mangangehalte

(inkl. Untersuchungen zur Zerspanbarkeit) – Integrative Prozess- und Werkstoffentwicklung eines aushärtbaren

AFP-Stahls zur energieeffizienten und verzugsreduzierten Herstellung kaltumgeformter hochfester Massivbauteile

Prozessoptimierung – Simulation des gleichmäßigen und Schmiermittelminimierten Sprühens – Erzeugung rohrförmiger Halbzeuge durch die Kombination der

Umformverfahren Napf-Rückwärtsfließpressen und Lochen (Start 2015 geplant)

– Gezielte Prozesssteuerung bei der Kaltmassivumformung und der Wärmebehandlung zur Minimierung des Verzugs

– Lagegenauigkeit bei beidseitiger Formerzeugung an hohlen Pressteilen – Erzeugen von extrem tiefen Näpfen

Forschung – aktuelle Projekte


Prozesssimulation: Reduzierung Entwicklungs- und Erprobungsschleifen – AFP-Stähle: Gefüge-Modellierung - Niob-Legierung -> Modell – Wärmebehandlungssimulation - ZTU-Verhalten nach dem Schmieden – Lebensdauerbewertung Schmiedegesenke - Optimierung der Vorher-

sage der Standmenge gegen Rissbildung (Wiederbeantragung März 2015)

– Entwicklung eines Schädigungsmodells zur numerischen Analyse des Mannesmann-Effektes - Schädigungsmodell (geplant)

– Erhöhung der Simulationsgenauigkeit von Profilwalzprozessen durch ein tiefgehendes Verständnis und eine realitätsnahe Beschreibung der Reibung (Start 2015 geplant)

– Verzahnungsdrücken hochfester Materialien sowie die Ermittlung der notwendigen Simulationsparameter (Start 2016 geplant)

– Mechanismenbasierte Materialmodelle zur Vorhersage der Schädigung und des Versagens in der Kaltmassivumformung von Stählen



Prozesseinflüsse und -überwachung – Prozessbedingte Betriebsfestigkeit (befürwortet; u.a. Auswirkung

von Prozessschwankungen auf die Betriebsfestigkeit) – Werkzeugversatz beim Hammerschmieden – Geometriemessung im Prozess

Optimierung Werkzeugstandmengen – Topographiekonservierende Beschichtungen – Carbonitrierte und nitrierte Gesenke (befürwortet) – Objektivierung des Standmengenendes für Umformwerkzeuge – Beanspruchungsgerechte Auslegung des Armierungsverbandes



Steigerung Wettbewerbsfähigkeit – Primärkostenvergleich alternative Herstellungsverfahren

– Industrie 4.0 für die Massivumformung (geplant)

– Additive Manufacturing in der Massivumformung (geplant)

Massiver Leichtbau – Leitprojekte: Bauteil-, Werkstoff- und Prozessdesign (Start Mai 2015)



Forschungsverbund Massiver Leichtbau

57 Unternehmen der Automobiltechnik, Stahlhersteller, Zulieferindustrie und Massivumformung, gemeinsam mit 11 Instituten aus den Bereichen Umformung, Werkstofftechnik, Zerspanung, Automobiltechnik



Zwei Initiativen Massiver Leichtbau Phase I: 2013-2014: Leichtbau- potentiale Mittelklasse-PKW

Phase II: 2014 - 2015: Leichtbau- potentiale Leichte Nutzfahrzeuge

27 Unternehmen aus der Massivumformung und Stahlherstellung

24 Unternehmen aus der Massivumformung und Stahlherstellung

2 Getriebestudien: Berechnungstools : Potenziale der Gewichtseinsparung durch Änderung der Materialeigenschaften


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IPEK 2015


Industrie 4.0- Massivumformung – Intelligente Umformteile – Überwachung und Steuerung des gesamten Produktionsprozesses – Maschinenüberwachung: Instandhaltung

Additive Manufacturing – Werkzeugherstellung, -reparatur – Kombi-Verfahren zur Bauteilherstellung – Betriebsmittel

Anlagenkonzepte für die Massivumformung – Produktivität, Flexibilität – Erweiterung Formgebungs- und Verfahrensgrenzen

Leichtbau – Leichtmetalle

Forschung - Themen der Zukunft …


Durch die Zusammenarbeit von Experten aus Unternehmen der Branche und darüber hinaus (Stahlindustrie, Maschinenhersteller etc.) und Hochschulen ist ein weltweit einmaliges Innovationsnetzwerk entstanden.

Die Branche der Massivumformung in Deutschland – ist trotz mittelständischer Struktur und

Jahrhunderte alter Tradition innovativ. – gehört weltweit zu den Technologieführern. – ist Marktführer in Europa und weltweit zweitgrößter

Produzent. – stellt sich gemeinsam den Themen

der Zukunft.

Zusammenfassung …


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