Multisensorische Werkzeuge für die Kaltmassivumformung

Multisensorischer Stempel und Umformteile.
© Fraunhofer IST
Multisensorischer Stempel und Umformteile.
Das 9. und 12. Ziel für nachhaltige Entwicklung der UN: Industrie, Innovation und Infrastruktur und verantwortungsvoller Konsum und Produktion.

Herausforderung 

Die Integration von Sensoren auf einem Umformstempel stellt sich durch hohe Prozesskräfte, kurze Zykluszeiten und verschmutzte Umgebung als schwierig dar, sodass Prozessdaten oftmals nur eingeschränkt über Stößelkraft und -weg erfasst werden. Für den Einsatz von Dünnschichtsensorik direkt auf der Werkzeugoberfläche müssen daher tribologisch angepasste Schichtsysteme entwickelt und getestet werden.

Lösung 

Die Lösung stellt die Entwicklung eines tribologisch beständigen multifunktionalen Sensorsystems, direkt abgeschieden auf der Umformstempeloberfläche zur Echtzeitanalyse von Prozessgrößen während des Pressvorgangs, dar. Mit der am Fraunhofer IST entwickelten Dünnschichtsensorik soll entlang von Stempelschaft und Fließbund die Temperaturverteilung gemessen werden. Zudem sollen axiale Kräfte und eine Verschleißerkennung in das Sensordesign integriert werden. Die sensorischen Umformstempel werden mit einer Embedded-Multisensor-Elektronik gekoppelt und beim Napf-Rückwärtsfließpressen getestet.

Mehrwert 

Zum Projektende sollen sensorische Umformstempel zur Verfügung stehen, welche die Überwachung von Kaltmassivumformprozessen ermöglichen und die vorbeugende Instandhaltung von Werkzeugen unterstützen. Zudem wird das Prozessverständnis mithilfe der Messdaten über den Verschleiß in den Hauptbelastungszonen, der Umformkraft und der Temperaturverteilung am Rande der Umformzone vertieft.

Weitere Informationen zum Referenzprojekt

 

Publikation

A. Schott, M. Rekowski, K. Grötzinger, B. Ehrbrecht, C. Herrmann

Development of Thin-Film Sensors for Data Acquisition in Cold Forging Tools

In: Production at the Leading Edge of Technology (2022), S. 61-70, DOI:  10.1007/978-3-031-18318-8_7

Förderhinweis

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (IGF Vorhaben Nummer 21520 N).

Logo des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz
© BMWK
(vormals Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, BMWi)

Wir bieten Ihnen Lösungen für Ihre Anwendungen

 

Branchenlösungen

Anlagen- und Maschinenbau, Werkzeuge

 

Kompetenz

Sensorik