3D-Surface Engineering für Werkzeugsysteme der Blechformteilefertigung
– Erzeugung, Modellierung, Bearbeitung –
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann
Lehrstuhl für Werkstofftechnologie
Tel.: 0231/755-2583
E-Mail: wolfgang.tillmann@udo.edu
Geschäftsführer: Jan Nebel
Lehrstuhl für Werkstofftechnologie
Tel. 0231/755-7320
E-Mail: jan.nebel@udo.edu
Der SFB 708 beschäftigt sich mit der Oberflächenbeschichtung von Umformwerkzeugen. Seit 2007 forschen insgesamt 21 Wissenschaftler aus den Fakultäten Maschinenbau, Informatik, Mathematik und Statistik in einem interdisziplinären Verbund.
Ein Ziel ist es, zwei Roboter parallel nebeneinander arbeiten zu lassen.
Die Oberflächenbeschichtung von Umformwerkzeugen steht im Mittelpunkt des Sonderforschungsbereichs 708 (3D-Surface Engineering für Werkzeugsysteme der Blechformteilefertigung). Durch die Beschichtung sollen Umformwerkzeuge vor Verschleiß geschützt werden, denn die Bearbeitung beispielsweise von höherfesten Blechen stellt hohe Anforderungen an die Werkzeuge. Durch den besseren Verschleißschutz kann eine längere Einsatzdauer des Werkzeugs erreicht und somit auch Wartungs- und Reparaturzeiten verringert werden. „Wir streben durch die Beschichtung eine 20-Mal so lange Standzeit an“, beschreibt Jan Nebel vom Lehrstuhl für Werkstofftechnologie das ambitionierte Ziel der Wissenschaftler im SFB. Der Geschäftsführer des Forschungsprojekts kümmert sich um organisatorische Angelegenheiten wie die Organisation von Kolloquien und Treffen oder etwa die Mittelverteilung im SFB. Außerdem bearbeitet er eines der insgesamt 15 Teilprojekte.
Die 15 Teilprojekte sind in drei Bereiche aufgeteilt: Erzeugung, Modellierung und Bearbeitung. In diesen wird nicht nur die Beschichtung sondern die gesamte Prozesskette des Werkzeugbaus abgebildet und erforscht. „Alle Schritte greifen hier ineinander“, erklärt Nebel und fügt hinzu: „Es ist die komplizierte 3D-Geometrie der Umformwerkzeuge, welche die Bearbeitung so anspruchsvoll macht.“ Daher streben die Forscher im Projekt eine Werkzeuggestaltung aus einem Guss an, bei der möglichst wenig nachgebessert werden muss. So wird das Werkzeug beispielsweise in einem ersten Schritt gefräst und gleichzeitig auch die Oberfläche aufgeraut. In einem zweiten Schritt wird dann die Beschichtung aufgebracht und die Oberfläche durch einen simultanen Walzprozess verdichtet und geglättet. „Ziel ist es hier, mit zwei Robotern zu arbeiten, von denen einer spritzt und einer walzt, ohne dass sie sich in die Quere kommen“, beschreibt Nebel eine der Herausforderungen. Um die Teilziele entlang der Prozesskette bearbeiten zu können, ist das Forschungsprojekt interdisziplinär besetzt. Insgesamt arbeiten 21 wissenschaftliche Mitarbeiter an diesem Forschungsvorhaben. Neben den Maschinenbauern ist besonders die Zusammenarbeit mit den beteiligten Informatikern, Mathematikern und Statistikern wichtig. Erst diese Vernetzung ermöglicht die notwendige durchgängige Prozesssimulation von der Werkzeugauslegung bis zur endgültigen Umsetzung.
Gestartet ist der SFB 708 Anfang 2007 und bisher wurden schon eine Reihe vielversprechender Ergebnisse erzielt. Insbesondere lobt Nebel die Zusammenarbeit mit dem Industriebeirat. Regelmäßig kommen die Wissenschaftler mit Unternehmens-Vertretern zusammen, um über praxisrelevante Aspekte zu diskutieren. „Auf diese Weise arbeiten wir nicht an den Bedürfnissen des Marktes und der Industrie vorbei“, so Nebel.
Eine einzigartige Einrichtung des Sonderforschungsbereichs ist die SFB-Akademie. In den drei Bereichen „Wissen“, „Können“ und „Wollen“ haben die Mitarbeiter die Möglichkeit, zusätzliches Fachwissen aber auch Schlüsselqualifikationen des Projekt- und Zeitmanagements, Rhetorik oder der Konfliktbewältigung zu erwerben. Außerdem werden Veranstaltungen zur Netzwerkbildung, Teambildungsseminare und Motivationstrainings angeboten. Die Akademie des SFB 708 ist ein voller Erfolg, wie Jan Nebel berichtet: „Die Teilnahme an den Veranstaltungen der Akademie ist freiwillig, wird aber von den Wissenschaftlern sehr gerne genutzt.“
Im Sommer dieses Jahres ist neben Präsentationstrainings der so genannte „Paper Club“ geplant. Bei diesem haben die Mitarbeiter die Möglichkeit, ihre wissenschaftlichen Veröffentlichungen mit einem erfahrenen Gastprofessor und Herausgeber einer renommierten Fachzeitschrift zu diskutieren.