Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung findet ein breites Anwendungsspektrum in der Farbauftragstechnik. F\u00fcr Antihaftaufgaben im Bereich der Massivumformung wird diese Technik bislang noch nicht im industriellen Ma\u00dfstab eingesetzt. Nach wie vor findet eine Schmierung der Gesenke \u00fcber das Verspr\u00fchen von Schmierstoffen mit fl\u00fcssigen Tr\u00e4germedien statt. Ein umformtechnischer Bereich, der heute schon das elektrostatische Auftragen von Festschmierstoffen nutzt, ist der des Strangpressens von Aluminium. Ziel des Projektes ist es, das Verfahren der elektrostatischen Pulverschmierung f\u00fcr das Gesenkschmieden nutzbar zu machen und mit dessen Vorteilen im Schmiedeprozess entstehende Sonderabf\u00e4lle zu minimieren. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an den Schmierungsprozess beim Gesenkschmieden kann das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung jedoch nicht ohne weiteres vom Strangpressen \u00fcbernommen werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZum Erreichen der Ziele Umweltentlastung, Senkung der Entsorgungskosten sowie reduzierter Schmierstoffverbrauch bei gleichzeitiger Erh\u00f6hung der Werkzeugstandmenge sind in erster Linie folgende Ma\u00dfnahmen zu treffen:
\n–\tEntwicklung von pulverf\u00f6rmigen Schmierstoffen,
\n–\tEntwicklung eines schnellen, schmiedegerechten Spr\u00fchmanipulators,
\n–\tEntwicklung einer Schutzvorrichtung der Spr\u00fcheinheit,
\n–\tKonzipierung einer Wasserk\u00fchlung (Vernebelung),
\n–\tKonstruktive Weiterentwicklung der Pulverspr\u00fchd\u00fcsen
\n–\tErmittlung der optimalen Spr\u00fchparameter an ausgew\u00e4hlten Gesenken,
\n–\tOptimierung der elektrostatischen Aufladbarkeit der Schmierstoffpulver.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurde ein Verfahren zur Minimalschmierung von Umformpressen entwickelt. Die Technik der elektrostatischen Pulverschmierung ist grunds\u00e4tzlich dazu geeignet, Schmierstoffe ohne der in fl\u00fcssigen Schmiermitteln notwendigen Hilfsstoffe auf die zu schmierenden Werkzeugoberfl\u00e4chen aufzutragen. Mit der Pulverschmierung soll neben der Erh\u00f6hung der Werkzeugstandmenge vor allem der Aufwand f\u00fcr Werkzeug und Schmiermittelkosten sowie die Belastung f\u00fcr Mensch und Umwelt reduziert werden. Es wurden zun\u00e4chst verschiedene elektrostatisch aufladbare Pulver auf Graphitbasis hergestellt und deren Schmiedungseigenschaften mit Hilfe eines Schmiedeversuchs untersucht und bewertet.
\nAnhand der drei unterschiedlichen Fertigungsbereiche Gesenkschmieden, Warmschmieden und Flie\u00dfpressen wurden Schmiedeversuche mit Pulverschmierung auf Graphitbasis durchgef\u00fchrt und Konzepte f\u00fcr eine Integration in eine Fertigungsanlage ausgearbeitet. F\u00fcr die unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Verfahren an die Spr\u00fchtechnik wurden unterschiedliche D\u00fcsen konzipiert und weiterentwickelt. Es sind Pulverd\u00fcsen entwickelt worden, die die Pulvermengen vertikal steuerbar auf Ober- und Untergesenk auftragen. Geschlitzte D\u00fcsenk\u00f6rper sind mit ihrer gerichteten Spr\u00fchcharakteristik geeignet, das Pulver in einem engen Bereich zielgerichtet auf die Werkzeuge aufzutragen. Sind am Pressdorn sehr gro\u00dfe Bereiche mit Pulver zu bespr\u00fchen, so kamen trichterf\u00f6rmige D\u00fcsenaufs\u00e4tze zum Einsatz.
\nBei der Praxiserprobung des Verfahrens f\u00fcr das Flie\u00dfpressen von Eisenbahnpuffern konnte das manuelle Schmieren der Gesenkkomponenten mit graphithaltigem Fett durch das automatische Pulverschmieren abgel\u00f6st werden. Zugleich wurde eine leistungsf\u00e4hige Hochdruckwasserk\u00fchlung installiert. Damit wurde das notwendige K\u00fchlen der Pressformen vom Schmiervorgang abgetrennt .
\nUm das Flie\u00dfpressen von Eisenbahnpuffern zu automatisieren, wurde eine vollautomatisierte elektrostatische Spr\u00fchanlage in eine Pressenlinie integriert. Dabei \u00fcbernimmt ein Roboter das Handling der Pulverspr\u00fch- und K\u00fchlvorrichtungen.
\nEs konnte eine konstantere Qualit\u00e4t der Schmiedeteile erreicht werden. Die sich im Pressenfundament ansammelnden R\u00fcckst\u00e4nde wurden ma\u00dfgeblich reduziert. Aussagen \u00fcber Pulververbrauch und damit verbundene Schmierstoffkosten konnten zu Projektende noch nicht getroffen werden. Auch die Standzeitverl\u00e4ngerung f\u00fcr die Formen l\u00e4sst sich nur durch Langzeitversuche verifizieren. Es ist eine Fortf\u00fchrung der Entwicklungsarbeiten auch f\u00fcr andere Einsatzbereiche geplant. Zun\u00e4chst bleiben die Ergebnisse eines Dauereinsatzes der Pilotanwendung abzuwarten. Konkrete Aussagen \u00fcber Verschlei\u00dfminderungen und die Erh\u00f6hung der Standmenge der Gesenke sowie das Ausma\u00df der Schmiermitteleinsparungen konnten im Projektzeitraum nicht gemacht werden, da hierf\u00fcr Langzeituntersuchungen notwendig sind. Das Ziel des Projektes wurde jedoch in der Hauptsache erreicht.
\nDas bereits in der Anwendung beim Strangpressen von Aluminiumprofilen erfolgreich eingesetzte neuartige Verfahren einer elektrostatischen Pulverschmierung konnte auf den Einsatzbereich des Gesenkschmiedepressens \u00fcbertragen werden. Es konnte gezeigt werden, dass das elektrostatische Pulverschmieren f\u00fcr die Anwendungen in der Warmmassivumformung geeignet ist.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Ziel dieses Forschungsvorhaben war es, den Schmierstoffeinsatz dahingehend zu optimieren, dass der Schmierstoffverbrauch gesenkt, die Verschmutzung des Arbeitsbereiches reduziert und die Belastung des bedienenden Personals und der Umwelt deutlich verringert wird. Der hier verwendete Ansatz, die elektrostatische Pulverspr\u00fchtechnik, ist in der Lage, die Werkzeuge zielgerichtet mit Schmierstoff zu beschichten. Dadurch wird die Kontamination des Pressenraumes deutlich reduziert. Da die Verlustrate verringert wird, k\u00f6nnen somit die Schmierstoffkosten reduziert werden. Da Pulver als Schmierstoff zum Einsatz kommt, entfallen die Problematiken, die durch den Einsatz von Schmierstoffen auf der Basis von \u00d6l\/Feststoff-Gemischen entstehen. Zum einen wird die Entsorgung der R\u00fcckst\u00e4nde einfacher, zum anderen ist das kontaminierte K\u00fchlwasser mit weniger Aufwand zu reinigen.
\nDas Projekt wird als sehr erfolgreich eingesch\u00e4tzt. Die Entwicklungen des Graphitschmierpulvers und des Applikationsverfahrens wurden nicht nur f\u00fcr verschiedene technische Anwendungsbereiche erprobt, sondern bereits in einen konkreten Anwendungsfall \u00fcbertragen. Dabei best\u00e4tigten sich zun\u00e4chst qualitativ erhebliche Schmierstoffeinsparpotentiale und Abfallverminderungen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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