Automotive-Verschleiß unter Serienbedingungen: Hartmetall-Sonderteile für die Fahrzeugtechnik

Posted by PM-Ersteller - 02/02/26 at 03:02:48 p.m.

Bereits minimalste Verschleißerscheinungen können bei Anwendungen im Automotiven Umfeld erhebliche Auswirkungen auf die Prozessvorgaben und die nachfolgende Qualität haben.

BildSteigende Leistungsdichten, strengere Emissionsanforderungen, längere Garantiezeiträume und die zunehmenden Vorgaben bezüglich verschiedenster Parameter in der Produktion führen dazu, dass selbst geringfügige geometrische Veränderungen an Funktionsflächen Einfluss auf Effizienz, Standzeit und letztlich Qualität haben. Auch Werkstoffentscheidungen gewinnen im Automotive-Umfeld eine immer größere strategische Bedeutung.

Serienrealität statt Einzelbelastung im Automotive-Bereich

Werkzeuge für die Automotive Industrie sind häufig für definierte Nutzungsdauern ausgelegt . Anders als im klassischen Maschinenbau stehen dabei nicht einzelne Extrembelastungen im Vordergrund, sondern die Summe verschiedenster Anforderungen:

– Erfüllung von Mengenvorgaben in der Zerspanung
– Einhaltung von Oberflächengüten nach Zeichnung
– Hersteller Vorschläge zur stetigen Verbesserung der Prozesse

Diese wiederkehrenden Belastungen führen zu schleichenden Veränderungen an Funktionsflächen. Der Verschleiß bleibt lange unauffällig, wirkt sich jedoch dann auf qualitative Vorgaben negativ aus und führt zu unangenehmen Folgekosten. Verschleiß wird damit zu einem Faktor, der nicht erst am Ende der Lebensdauer relevant wird, sondern bereits während des jeweiligen Prozesses intensiv betreut werden muss.

Verschleißzonen in Automotiven Anwendungsfällen

Im Fahrzeug konzentrieren sich verschleißrelevante Fragestellungen auf klar definierte Funktionszonen:

– Ventil- und Steuerungskomponenten, bei denen Mikroausbrüche, Sitzverschleiß oder Veränderungen der Oberflächenrauheit die Gas- und Mediensteuerung beeinflussen
– Antriebs- und Getriebekomponenten, deren Zahn- und Lagerflächen unter hohen Flächenpressungen und wechselnden Lastzuständen arbeiten
– Pumpen-, Dosier- und Einspritzsysteme, in denen bereits mikrometergroße Geometrieänderungen das Förder- oder Spritzbild beeinflussen
– Gleit- und Führungselemente, die über lange Zeiträume im Grenz- oder Mischreibungsbereich betrieben werden
In all diesen Bereichen entscheidet nicht allein die nominelle Festigkeit eines Werkstoffs, sondern seine Fähigkeit, Form, Oberfläche und Funktion über definierte Lastkollektive hinweg stabil zu halten.

Überlagerte Verschleißmechanismen im Fahrzeugbetrieb

Im Automotive-Betrieb wirken Verschleißmechanismen selten isoliert. Abrasion durch Partikel, adhäsiver Verschleiß bei Grenzreibung, erosive Effekte durch Strömung sowie tribokorrosive Einflüsse überlagern sich. Thermische Wechselbeanspruchungen verstärken diese Prozesse zusätzlich, indem sie Spannungen im Randbereich der Bauteile erzeugen. Für die Entwicklung bedeutet das: Verschleiß lässt sich nicht vollständig vermeiden, sondern muss beherrscht, begrenzt und kalkulierbar gemacht werden.

Im Automotive-Umfeld kommt Hartmetall in der Regel nicht direkt als Fahrzeugwerkstoff zum Einsatz. Seine Aufgabe liegt vielmehr in der Serienfertigung von Teilen die im PKW selbst zur Anwendung kommen. Als verschleißoptimierter Werkzeugwerkstoff ermöglicht Hartmetall die präzise und standfeste Bearbeitung von Bauteilen wie Wellen, Verzahnungen oder Funktionsflächen, die später im Fahrzeug verbaut werden.

Konstruktive Konsequenzen für die Produktion in der Automotiven-Entwicklung

Der Einsatz von Hartmetall-Sonderteilen wirkt direkt auf die konstruktive Auslegung. Funktionszonen werden präzise definiert, Kanten und Radien so gestaltet, dass Spannungen reduziert und Mikroausbrüche vermieden werden. Übergänge zwischen Trägerwerkstoffen und Hartmetall-Elementen werden konstruktiv entkoppelt, um thermische und mechanische Belastungen kontrolliert abzuleiten.

Hartmetall wird dabei nicht als isolierter Werkstoff betrachtet, sondern als funktionaler Bestandteil eines Gesamtsystems aus Werkzeug, Zerspanungsparametern und gefordertem Ergebnis. Die Werkstoffentscheidung rückt dadurch früh in die Konzept- und Entwicklungsphase und ist nicht mehr lediglich ein nachgelagerter Optimierungsschritt.

Hartmetall-Sonderteile für Automotive-Zerspanungs Anwendungen

Hartmetall-Sonderteile für Automotive-Anwendungen entstehen in der Regel zeichnungs- und lastfallbezogen. Die Nadler Hartmetalle GmbH fertigt entsprechende Bauteile ab Losgröße 1 und deckt die vollständige Prozesskette am Standort Odelzhausen ab – von der werkstoffspezifischen Pulveraufbereitung über Pressen und Sintern bis zur präzisen schleiftechnischen Endbearbeitung. Die durchgängige Fertigung ermöglicht eine enge Abstimmung zwischen Werkstoff, Geometrie und Prüfumfang für Einzelteile, Vorserien und Serienanwendungen.

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Herr Wolfgang Nadler
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85235 Odelzhausen
Deutschland

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Abacus revolutioniert das maschinelle Drücken mit optimierter Fertigung und Instandhaltung

Posted by PM-Ersteller - 22/09/21 at 10:09:48 a.m.

Lifecycle Management mit „PREMO global spinning 4.future“: Innovation aus Osnabrück auf der Blechexpo/Schweisstec 2021 – Industrie 4.0 konsequent weiterentwickelt

BildOsnabrück. Das maschinelle Drücken immer weiter zu optimieren, ist eine Aufgabe, die der Maschinenbauer Abacus bereits seit vielen Jahren erfolgreich umsetzt. Nun haben die Osnabrücker einen neuen Durchbruch erzielt: Nicht nur der Drückprozess an sich, sondern auch die Instandhaltung der Anlage und letztlich ebenso die Produktqualität lassen sich auf der Basis einer selbst entwickelten, intelligenten Datenbankanbindung deutlich optimieren.

Unter dem neuen Begriff „PREMO global spinning 4.future“ präsentiert Abacus nun einen innovativen Ansatz der Anlagensteuerung und -überwachung – inklusive des optionalen Einsatzes von Augmented Reality für noch mehr Übersichtlichkeit und einen schnellen Zugriff. Standzeiten erhöhen und sämtliche Prozesse transparenter gestalten, um das Qualitätsmanagement auf ein höheres Niveau zu heben: Hiervon sollen letztlich die Kunden profitieren.

Dabei waren die Ziele zu Beginn der Neuentwicklung noch nicht so hoch gesteckt: Ursprünglich wollte Abacus vor allem die Instandhaltung seiner PREMO Drückmaschinen auf der Grundlage umfangreicher Datenerfassung für eine höhere Anlagenverfügbarkeit optimieren. Doch nach der Integration zahlreicher Sensoren und der Auswertung der ermittelten Daten zeigte sich, dass die neue Lösung weit mehr leisten kann, als nur der zustandsorientierten Instandhaltung zusätzlichen Schub zu verleihen.

Mit „PREMO global spinning 4.future“ hat Abacus nun eine eigene Plattform entwickelt, die die Anlagenzustände in Echtzeit visualisiert sowie neue Möglichkeiten der Steuerung eröffnet. Darüber hinaus kann diese Plattform die Produktqualität beim Anwender der Drücktechnologie für ein nachhaltiges Lifecycle Management verbessern.

Ganz neue Dimensionen der Anlagenüberwachung und -bedienung

„Hohe Standzeiten und die maximale Maschinenverfügbarkeit sind für unsere Kunden entscheidende Wettbewerbsfaktoren. Zunächst haben wir erforscht, wie wir unseren Auftraggebern über Condition Based Maintenance unserer PREMO Drückmaschinen einen zusätzlichen Mehrwert bieten können. Im Verlauf dieses Projekts waren sogar wir selbst ein wenig überrascht, welche zusätzlichen Vorteile sich damit generieren lassen“, erklärt Dipl.-Ing. Derk Weber, einer der beiden Geschäftsführer der Abacus Maschinenbau GmbH.

Denn als die Entwickler bei Abacus feststellten, dass die Überwachung zahlreicher Prozessparameter ganz neue Rückschlüsse ermöglicht, erhielt das Projekt eine unvorhergesehene Dimension: „Die präzise Anzeige der Anlagenzustände reicht bis hin zu einzelnen Komponenten und Baugruppen. Das Ziel ist beispielsweise, potenzielle Schwachstellen frühzeitig zu erkennen und vor einem sich anbahnenden Defekt rechtzeitig einzugreifen. Hierfür bietet die Einbindung der besonders flexiblen Datenbank uns – und insbesondere unseren Auftraggebern – eine perfekte Grundlage. Aber es geht noch viel weiter: Wir bieten unseren Kunden hiermit ein völlig neues, einzigartiges Tool für ein umfassendes Lifecycle Management „, so Derk Weber weiter.

Als revolutionär bezeichnet Weber die Möglichkeit, auch den kompletten Entstehungsprozess der Drückprodukte – beispielsweise von Behälterböden, Reflektoren, Felgen oder Komponenten von Lüftungsanlagen – zurückverfolgen zu können. Dies schließt nicht nur die Fertigung an der Maschine ein, sondern reicht sogar bis zur Beschaffung und chargengenau zur Produktion des (Vor-) Materials zurück. Damit erhalten die Anwender eine ideale Basis für ihr Qualitätsmanagement. Außerdem können sie ihre Fertigungsstrategien weiter anpassen und Schritt für Schritt optimieren.

Schwerpunkt der Präsentation auf der Blechexpo/Schweisstec 2021

Auf der Blechexpo/Schweisstec 2021, der internationalen Fachmesse für Blechbearbeitung (Stuttgart, 26. bis 29. Oktober), präsentiert Abacus neben einer PREMO Drückmaschine deshalb die modular aufgebaute, innovative Lösung „PREMO global spinning 4.future“ als weiteren Schwerpunkt.

Der Begriff lehnt sich an das Schlagwort „Industrie 4.0“ an und soll dessen Weiterentwicklung veranschaulichen. Hierzu Dipl.-Ing. Thorsten Beling, ebenfalls Geschäftsführer von Abacus: „Wir sehen, dass ,IoT‘ und ,Industrie 4.0′ immer weiter an Aussagekraft verlieren. Diese Begriffe werden beinahe schon inflationär benutzt. Dem Begriff ,Industrie 4.0′ einen neuen Spin zu verleihen, bedeutet aus unserer Sicht, ein System so offen zu gestalten, dass sich neue Funktionalitäten je nach Kundenanforderungen relativ einfach ergänzen lassen – unter anderem auch auf Basis von Datenbanken und Online-Zugriffen. So wollen wir dem Betreiber bzw. Bediener der Anlage gänzlich neue Möglichkeiten eröffnen, einerseits die Fertigungsprozesse und andererseits die Endprodukte zu optimieren. Wir entwickeln ,PREMO global spinning 4.future‘ aus Kundensicht weiter fort – für optimale Wirtschaftlichkeit und Qualität.“

Leistungsstarke Datenbank bildet die Basis

Die für „PREMO global spinning 4.future“ eigens optimierte Datenbank erfasst fortlaufend Messdaten von Sensoren aus allen Teilen der Drückmaschine. Hierzu gehören beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit, Schwingungen, Schall, Luftstrom, Energieverbräuche und diverse Leistungsmerkmale etc. Zudem bildet die Datenerfassung die gesamte Wartungshistorie ab.
Alle gemessenen Parameter werden ständig mit den Sollwerten abgeglichen und sind sowohl über ein Display an der Maschine selbst als auch über browserbasierte Anwendungen von jedem Ort der Welt aus in Echtzeit abrufbar. Lediglich ein Internetanschluss ist Voraussetzung. Dabei lassen sich die Daten je nach Nutzerprofil für die maximale Übersichtlichkeit individuell angepasst darstellen – z. B. für Betriebs- oder Werksleitung, Anlagenbediener, Serviceleiter oder die Einkaufsabteilung etc. Fernwartungen etwa werden hierdurch deutlich erleichtert und verbessert. Für die nahe Zukunft ist beispielsweise auch das zeitnahe und vereinfachte Bestellen von Verbrauchsartikeln und Ersatzteilen aus dem System heraus angedacht. Dies ist eine weitere Funktion von hohem potenziellem Mehrwert.

Sobald festgelegte Schwellenwerte erreicht oder überschritten werden, verschickt das System gemäß Voreinstellung entsprechende Meldungen an die Bediener bzw. Betreiber der Anlage, beispielsweise per E-Mail oder Push-Nachricht. Eine vollständige Historisierung der Daten ermöglicht zudem eine lückenlose Analyse der Performance.

Daten und Maschinen-Architektur via Augmented Reality visualisiert

Als ein wichtiges neues Feature nennt Vertriebsleiter Guido Klekamp die Option, die an der PREMO Drückmaschine gesammelten Daten mittels Augmented Reality – sei es per AR-Brille, Tablet oder Smartphone – anzeigen zu lassen und so ganz neue Einblicke in das „Innenleben“ der Maschinen zu erhalten.

Guido Klekamp sieht hierin eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten: „So entsteht ein völlig neues Human Machine Interface (HMI), mit dem die Architektur der Maschine absolut transparent wird. Sucht der Anwender bzw. Instandhalter z. B. nach einem bestimmten Bauteil, navigieren die Anwendungstechniker von Abacus ihn virtuell durch die Konstruktion. Einstellungen einzusehen oder zu ändern, ist ebenso vereinfacht wie das Demontieren und Ersetzen einer Komponente. Und dies sind nur einige von vielen komfortablen Anwendungen.“

Abacus Maschinenbau GmbH auf der Blechexpo/Schweisstec 2021 (Stuttgart, 26. bis 29. Oktober), Halle 8, Stand 8103

Weitere Informationen unter www.abacus-gmbh.de

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Herr Guido Klekamp
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49080 Osnabrück
Deutschland

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Unternehmens-Kurzportrait: Abacus Maschinenbau GmbH

Die von Dipl.-Ing. (FH) Derk Weber und Dipl.-Ing. (FH) Thorsten Beling 1991 gegründete Abacus Maschinenbau GmbH ist in der Entwicklung und Konstruktion sowie dem Bau von Werkzeugmaschinen tätig. Speziell die Entwicklung von Software und Steuerungskonzepten nach Kundenwunsch steht hierbei immer stärker im Vordergrund. Dabei können die Osnabrücker nach Skizzen, Maßvorgaben oder bereits vorliegenden Teilkonstruktionen in einzelnen Entwicklungsphasen, aber auch als kompletter, durchgängiger Partner tätig werden, um die Automatisierungsideen der Kunden maßgeschneidert zu realisieren.

Neben dem Werkzeug- und Sondermaschinenbau ist die Lohnfertigung für Fremdfirmen ein wichtiger und fester Bestandteil des Unternehmens. Termingerechte und präzise Lohnfertigung in den Bereichen CNC-Drehen, CNC-Fräsen, Erodierbohren, Drahterodieren sowie Montage von Baugruppen und Schweißarbeiten komplettieren das Angebot.

Die innovative Drückmaschine PREMO 600 von Abacus wurde Anfang 2014 mit dem VR-Mittelstandspreis und im Oktober 2014 mit dem Euroblech Award ausgezeichnet.

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