Pantomime der Roboter: Neues Blechumformverfahren macht Prototypen und Designstudien preisgünstig

Es sieht aus, als würden die beiden orangefarbenen Riesen eine synchrone Pantomime aufführen. In Wirklichkeit formen die Roboter gerade aus einem Blech eine Motorhaube. Durch gleichzeitiges Abfahren einer zuvor berechneten Bahn mit Druck und Gegendruck entstehen Werkstücke aus Metall, ohne dass es dafür einer Form bedarf.

Das macht die Fertigung bei kleinen Stückzahlen erschwinglich. Über das von ihnen entwickelte Umformverfahren berichten Bochumer Maschinenbauer in der aktuellen Ausgabe von RUBIN, dem Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität.

Umformen ohne teure Form

Egal ob Kotflügel, Obstschale, Außenwandverkleidung oder Design-Verpackung: Für alles, was aus Blechen gefertigt wird, braucht man üblicherweise eine Form. Sie besteht aus zwei massiven Teilen, zwischen die das Blech gepresst wird – Ingenieure sprechen vom sog. Tiefziehen. Bei hohen Stückzahlen lohnt sich die Herstellung einer solchen Form aus Metall. „Bei Prototypen, die vielleicht nur ein einziges Mal gebraucht werden, ist das aber viel zu teuer, selbst wenn man die Form nicht aus Metall, sondern aus Holz fertigen lässt“, erklärt Dipl.-Ing. Bolko Buff vom Lehrstuhl Produktionssysteme. Die Forscher perfektionieren eine andere Technik des stückweisen Umformens.
Mit Tricks zur Formtreue

Das umzuformende Blech wird beim „Roboforming“ fest in einen Rahmen eingespannt. Davor und dahinter befinden sich zwei baugleiche Industrieroboter, die mit einfachen, universellen Umformwerkzeugen ausgerüstet sind. Sie üben über ihre Werkzeuge von beiden Seiten gleichzeitig Druck auf das Blech aus: Der eine drückt es in die gewünschte Gestalt, der andere hält dagegen. Auf diese Weise bildet sich zwischen den beiden Werkzeugen ein schmaler Spalt aus, in dem die Umformung stattfindet. Die hier wirkenden Kräfte werden ständig gemessen und angepasst, sodass der Druck des gegenhaltenden Werkzeuges auf das Blech konstant bleibt. Vorbild für die Umformung des Blechs ist ein CAD-Modell des gewünschten Bauteils. Damit das fertige Blech möglichst genau dem Modell entspricht, haben die Ingenieure verschiedene Strategien entwickelt. Dank doppelter Umformung, mitwachsenden Stützkonstruktionen und Korrektur der Umformungsbahnen können sie eine Formtreue erreichen, bei der über 90 Prozent aller Abweichungen vom CAD-Modell in einem Bereich zwischen 0,3 mm und -0,6 mm liegen.

Themen in RUBIN Frühjahr 2012

In RUBIN Frühjahr 2012 finden Sie außerdem folgende Themen: Leuchtende Nanopartikel aus der Mikrowelle; Griechische Wissenschaft in Arabischer Sprache; Was die Materie zusammenhält; Gen-Getümmel im Ozean – Forscher entschlüsseln die Funktion unbekannter Proteine; „Wat hasse gesacht?“ – Sprachwissenschaftler nehmen das Ruhrdeutsch von heute und damals unter die Lupe; Ganz wie der eigene Knochen – Materialforscher entwickeln Herstellungsverfahren für poröse Implantate; Schüler testen – aber richtig; Mit dem Eiswürfel ins ferne Weltall schauen; Batterie entsalzt Meerwasser. RUBIN ist zum Preis von 4,- Euro in der Stabsstelle für Strategische PR und Markenbildung der RUB erhältlich und online unter http://www.rub.de/rubin.

Weitere Informationen

Dipl.-Ing. Bolko Buff, Lehrstuhl Produktionssysteme (Prof. Dr.-Ing. Horst Meier), Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-29261, buff@lps.rub.de

Redaktion: Meike Drießen