Pressen und Biegen in einem: Neue Strangpresse in Betrieb genommen

Zehn Jahre sind es nun her, seit am Lehrstuhl für Umformtechnik die unkonventionelle Idee entwickelt wurde, Aluminium- und Magnesium-Profile erstmals in nur einem Arbeitsschritt zu pressen und zu biegen. Mit dieser neuartigen Produktionstechnologie gelang es den Dortmunder Wissenschaftlern, Leichtbauelemente nicht nur kostengünstiger, sondern obendrein auch noch in besserer Qualität zu formen. Mit einem Kolloquium wurde dieses Ereignis am 10. September gefeiert. Höhepunkt der Feier war die Inbetriebnahme einer neuen Strangpresse, die speziell für die besonderen Anforderungen des dreidimensionalen Rundens beim Strangpressen entwickelt wurde.

Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches Transregio 10, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziert wird, arbeiten 30 Wissenschaftler der Unis Dortmund, Karlsruhe und München auf den Grundlagen der flexiblen Produktion leichter Rahmenstrukturen. Weitergehende Untersuchungen zum Runden beim Strangpressen zielen darauf, die Flexibilität zu steigern und die Anwendbarkeit für dreidimensionale Profile zu erreichen. Konventionelle Strangpressanlagen sind nicht optimal für das Runden beim Strangpressen geeignet. Aufgrund maschinenbedingter Einschränkungen ließ sich das Potenzial des Verfahrens bislang nicht weit genug ausschöpfen. Durch die Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft konnte nun der Prototyp einer Strangpresse realisiert werden, welche in idealer Weise für die neuartigen Belange des Verfahrens entwickelt wurde. Für das Runden beim Strangpressen bedeutet dies einen wesentlichen Technologiesprung und einen erheblichen Schub für die zukünftige Forschung.

Für den Leichtbau ist die Produktion von rundgebogenen Aluminiumprofilen von großer Bedeutung . Vor allem im Flug- und Fahrzeugbau, etwa beim ICE oder Audi A8, werden sie als Konstruktionselemente eingesetzt. Nach dem herkömmlichen Produktionsverfahren werden zunächst gerade Profile gefertigt, die dann in einem zweiten Arbeitsschritt in die gewünschte Form gebogen werden. Das am Lehrstuhl für Umformtechnik entwickelte Produktionsverfahren vereint beide Arbeitsschritte. Auf diese Weise können nicht nur Kosten gespart, sondern auch die Qualität der gebogenen Profile verbessert werden. Schwer beherrschbare Eigenspannungen im Werkstück, Rückfederung der in Form gebrachten Stücke und mangelnde Präzision sind dabei die Hauptprobleme.

Beim in Dortmund entwickelten Verfahren wird das Grundmaterial zunächst konventionell durch eine Matrize gepresst und sodann gleich durch ein Führungswerkzeug auf die gewünschte Kontur gekrümmt. Auch bei sehr komplexen Profilformen ist das neue Verfahren dem herkömmlichen qualitativ überlegen. Nach zehn Jahren intensiver Forschungsarbeit wird das Verfahren mittlerweile auch industriell eingesetzt.

Das Strangpressen bezeichnet eine Form der Profilherstellung, bei der ein aufgeheizter Block des Ausgangsmateriales in einem Presszylinder mit hohem Druck durch eine Matrize gedrückt wird. Durch den hohen Druck beginnt der Werkstoff zu fließen und kann so durch die Matrizenöffnungen austreten. Es entsteht ein Strang (daher da Name Strangpressen), welcher in die gewünschte Länge geschnitten werden kann. Durch das Strangpressen können verschiedenste Profilquerschnitte produziert werden, Beispiele sind unter anderem Vollprofile, Winkelprofile, Rohr- und komplexe Hohlprofile. Da der Werkstoff durch den Pressvorgang bereits fließt, kann er mit Hilfe eines Führungswerkzeuges auch auf die gewünschte Kontur gekrümmt werden – so die verblüffend einfache Idee. Durch dieses Verfahren entsteht in einem Arbeitsschritt direkt ein rundes Profil und aufwendiges, nachträgliches Biegen ist nicht mehr notwendig.

Das Strangpressen ist neben dem Formgießen das wirtschaftlichste Formgebungsverfahren für Aluminium. Die Herausforderung für den Konstrukteur besteht darin, möglichst viele Funktionen durch Integration geeigneter Formenelemente in einem Querschnitt zu vereinigen, um Fertigungsschritte und Füge-Operationen zu vermeiden. Durch das direkte Runden beim Strangpressen können Profile mit hoher Qualität bezüglich Querschnittstreue und Radiengenauigkeit gefertigt werden. Eine hohe Flexibilität und eine Verkürzung der Prozesskette sind weitere Kennzeichen des Verfahrens.

Kontakt:
Dr.-Ing. Alexander Klaus, Ruf: (02 31) 7 44 – 26 30
(AWi)