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„Innovationen in der Massivumformung – die Gemeinschaftsforschung im Industrieverband
Massivumformung“
Suppliers Convention Hannover Messe Industrie 2015
Dipl.-Ing. Matthias Henke Geschäftsführer GKN Driveline Trier GmbH
Stellv. Leiter Ausschuss Forschung und Technik im Industrieverband Massivumformung
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Vorstellung Person und Firma Industrieverband Massivumformung e.V.
– Branche
– Mitglieder
– Verbandsleistungen
Forschung – Organisation der Gemeinschaftsforschung
– Projekte der Massivumformung
– Themen der Zukunft
Agenda
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Zu meiner Person… …
geb. am 07. Oktober 1962 in Stadtoldendorf verheiratet, zwei Kinder wohnhaft in Schweich
Studium „Allgemeiner Maschinenbau“ an der Technischen Universität Darmstadt Schwerpunkt „Umformtechnik“
Einstieg bei GKN Driveline Trier GmbH (damals Walterscheid Schmiede und Presswerk GmbH)
Stationen – Konstruktion um Entwicklung – Marketing und Vertrieb
Seit 2013: Werkleiter & Geschäftsführer GKN Driveline Trier GmbH
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GKN Driveline Trier GmbH GKNplc - 48.000 Mitarbeiter, 4 Divisionen in 30 Ländern weltweit (www.gkn.com) GKN Driveline Division – 22.000 Mitarbeiter in 56 Standorten und 22 Ländern
Kennzahlen Standort Trier Stand 31.12.2014 Beschäftigtenzahl 477 Auszubildende 52 Gesamt 529 Umsatz 2014 159,2 Mill. € Stückzahl 87,5 Mill. St. Produktionstonnage 87.675 t Teilevielfalt in Produktion 784
Produkte Präzisionsumgeformte Teile für Gleichlaufgelenkwellen Achswellen für Nutzfahrzeuge
http://www.gkn.com/
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„Massivumformung, was ist das?“
Industrieverband Massivumformung
IMU- Seminar „Umformtechnisches Grundwissen für Nicht-Techniker“ / DIN 8582
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„Schmieden? Was machen die….?“
Industrieverband Massivumformung
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Nein, so sieht es in den Betrieben nicht mehr aus, eher so…
Industrieverband Massivumformung
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Vorstellung Person und Firma Industrieverband Massivumformung e.V.
– Branche – Mitglieder – Verbandsleistungen
Forschung – Organisation der Gemeinschaftsforschung
– Projekte der Massivumformung
– Themen der Zukunft
Agenda
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Industrieverband Massivumformung
200 Unternehmen am freien Markt der Massivumformung (Stahl und NE-Metalle)
Liefervolumen 2,4 Mio. t… …geht zu ca. 34 % in den Export …entspricht ca. 46 % der EU Produktion
Umsatz 7,4 Mrd. €
30.000 Beschäftigte Betriebsgrößenstruktur
84 % < 200 Beschäftigte
Hauptabnehmer (Inland) 52 % Fahrzeugbau 36 % Maschinenbau 12 % sonstige Bereiche
Branche und Mitglieder
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Industrieverband Massivumformung
Mitglieds-unternehmen
Internatio-nalisierung
Zulieferfragen
Öffentlichkeits-arbeit / techn.
Information
Projekte
Kontakte
Mittelstands-politik
Branchen- / Marktinfos
Schmiede-Akademie
German Cold Forging Group
Verbandsleistungen
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Vorstellung Person und Firma Industrieverband Massivumformung e.V.
– Branche
– Mitglieder
– Verbandsleistungen
Forschung – Organisation der Gemeinschaftsforschung
– Projekte der Massivumformung
– Themen der Zukunft
Agenda
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Forschung - Organisation
Gemeinschaftsforschung
Projektarbeit in Patengruppen
Erfahrungsaustausch in Arbeitskreisen
Projektarbeit in Patengruppen
Erfahrungsaustausch in Arbeitsgruppen
Warmmassivumformung Kaltmassivumformung
Ausschuss Forschung und Technik im Industrieverband Massivumformung – IMU
Forschungsbeirat in der German Cold Forging Group – GCFG
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Projektmittel der Massivumformung
Forschung - Projekte
- €
250.000 €
500.000 €
750.000 €
1.000.000 €
1.250.000 €
1.500.000 €
1.750.000 €
2.000.000 €
2.250.000 €
2.500.000 €
2.750.000 €
3.000.000 €
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015*
Gesamt Fördermittel Gesamt HaushaltsmittelGCFG Fördermittel GCFG HaushaltsmittelIMU Fördermittel IMU Haushaltsmittel
*geplant
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/5/5c/BMBF_Logo.svg
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Seit 2000 fast 150 Projekte durchgeführt Intranet Projektdatenbank verfügbar mit Ergebnissen
von über 450 Projekten der Massivumformung Recherchierbar über Volltextrecherche oder über
Ishikawa-Darstellung nach Themenbereichen und Zielen: – Standmenge: Einflussfaktoren
– Qualitätssicherung und Prozessüberwachung: Wirkungsgrad des Fertigungsprozesses
– Werkstoffentwicklung: optimaler Produktwerkstoff
– Simulation: Prozessbeherrschung, Kosten- & Zeitersparnis, Vorhersage Bauteileigenschaft
Forschung - Projekte
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Entwicklung/Optimierung der Werkzeugsysteme
Simulation Prozessbeherrschung ; Kosten- & Zeitersparnis ; Vorhersage Bauteileigenschaft
Auslegung/Optimierung der Umformprozesse
Bauteilentwicklung/ -optimierung
Werkstoff- entwicklung
Werkstoffvorgänge ↔ Bauteileigenschaften
Eliminierung Schmiedefehler Stadienplanauslegung
Vorhersage der Werkstückschädigung
Definition und Optimierung von Prozessparametern
Transport-Optimierung
Vorhersage des Werkzeugverhaltens
Virtuelle Werkstoffentwicklung
Entwicklung höherfester Stähle
Darstellung Materialverhalten
Gewichtseinsparung
Pressenauswahl
Optimale Bauteilgeometrie
Vorhersage der Rissbildung
Verschleißminimierung
Forschung - Projekte
http://www.wzl.rwth-aachen.de/
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Eliminierung Schmiedefehler 1
PRO-HERIS
2012 Studie „Auslegung von Sprühsystemen - Einsatzmöglich-keiten der Computional Fluid Dynamics (CFD)“ (IMU 24)
WZL 2009 Forschungsprojekt „Optimierung von Mehrstufenwerk-zeugen durch gekoppelte Simulation von Maschine und Prozess (SI S 789)
WZL 2013 Forschungsprojekt „Messtechnische und simulative Quantifizierung des Werkzeugverhaltens in der Massivumformung“ (IGF 16707 N)
WZL 2012 Forschungsprojekt „Effiziente numerische Methoden zur Werkzeugoptimierung in der Kaltmassivumformung“ (DFG KL 500-83-1)
PtU 2015 Forschungsprojekt "Übertragung eines Reibmodells für die Kaltmassivumformung in die industrielle Praxis“ (DFG)
Forschung - Projekte
http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2116&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=1e9fdf79575fa64a43471b5364bd57f6http://www.proheris.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=1741&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=05e8e54fd107864869c75ef808c06e37http://www.wzl.rwth-aachen.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2115&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=a05d5d29eaa56f5fe72ea621b031a10ehttp://www.wzl.rwth-aachen.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2251&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=e0b2c341d8c4ebb07dfbbe3b12730effhttp://www.wzl.rwth-aachen.de/http://www.massivumformung.de/mitgliederbereich/startseite/forschung/faktendatenbank/faktendatenbank-detail/?tx_t2facts_facts%5Bentry%5D=2272&tx_t2facts_facts%5Baction%5D=detail&tx_t2facts_facts%5Bcontroller%5D=Entry&cHash=be300a629835bc4f55d23d400c442671http://www.ptu.tu-darmstadt.de/
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1 Projektstammdaten
2 Projektziele
3 Projektergebnisse
Forschung - Projekte
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Projektbörse (im Mitgliederbereich
der Webseite) http://www.massivumformung.de
Neue Projekte
Laufende Projekte
Gerade abgeschlossene
Projekte
Newsletter E-Mail-Nachricht mit
Verweisen auf Details unter http://www.massivumformung.de
Themenfelder (PDF-Liste im Mitglieder-
bereich der Webseite) http://www.massivumformung.de
Arbeitskreise Vorstellung/Diskussion
Faktendatenbank (im Mitgliederbereich
der Webseite) http://www.massivumformung.de
eigenständige Projektpräsentation
(direkte Einladungen, Veranstaltungskalender)
Projektpräsentation bei Jahrestagung
(direkte Einladungen, Veranstaltungskalender)
Veröffentlichungen (zumeist im
SchmiedeJOURNAL)
Forschung - Projekte
http://www.massivumformung.de/http://www.massivumformung.de/http://www.massivumformung.de/http://www.massivumformung.de/
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Werkstoffentwicklungen – LHD-Schmiedestahl -Lufthärtender Stahl / mittlere Mangangehalte
(inkl. Untersuchungen zur Zerspanbarkeit) – Integrative Prozess- und Werkstoffentwicklung eines aushärtbaren
AFP-Stahls zur energieeffizienten und verzugsreduzierten Herstellung kaltumgeformter hochfester Massivbauteile
Prozessoptimierung – Simulation des gleichmäßigen und Schmiermittelminimierten Sprühens – Erzeugung rohrförmiger Halbzeuge durch die Kombination der
Umformverfahren Napf-Rückwärtsfließpressen und Lochen (Start 2015 geplant)
– Gezielte Prozesssteuerung bei der Kaltmassivumformung und der Wärmebehandlung zur Minimierung des Verzugs
– Lagegenauigkeit bei beidseitiger Formerzeugung an hohlen Pressteilen – Erzeugen von extrem tiefen Näpfen
Forschung – aktuelle Projekte
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Prozesssimulation: Reduzierung Entwicklungs- und Erprobungsschleifen – AFP-Stähle: Gefüge-Modellierung - Niob-Legierung -> Modell – Wärmebehandlungssimulation - ZTU-Verhalten nach dem Schmieden – Lebensdauerbewertung Schmiedegesenke - Optimierung der Vorher-
sage der Standmenge gegen Rissbildung (Wiederbeantragung März 2015)
– Entwicklung eines Schädigungsmodells zur numerischen Analyse des Mannesmann-Effektes - Schädigungsmodell (geplant)
– Erhöhung der Simulationsgenauigkeit von Profilwalzprozessen durch ein tiefgehendes Verständnis und eine realitätsnahe Beschreibung der Reibung (Start 2015 geplant)
– Verzahnungsdrücken hochfester Materialien sowie die Ermittlung der notwendigen Simulationsparameter (Start 2016 geplant)
– Mechanismenbasierte Materialmodelle zur Vorhersage der Schädigung und des Versagens in der Kaltmassivumformung von Stählen
Forschung – aktuelle Projekte
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Prozesseinflüsse und -überwachung – Prozessbedingte Betriebsfestigkeit (befürwortet; u.a. Auswirkung
von Prozessschwankungen auf die Betriebsfestigkeit) – Werkzeugversatz beim Hammerschmieden – Geometriemessung im Prozess
Optimierung Werkzeugstandmengen – Topographiekonservierende Beschichtungen – Carbonitrierte und nitrierte Gesenke (befürwortet) – Objektivierung des Standmengenendes für Umformwerkzeuge – Beanspruchungsgerechte Auslegung des Armierungsverbandes
Forschung – aktuelle Projekte
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Steigerung Wettbewerbsfähigkeit – Primärkostenvergleich alternative Herstellungsverfahren
– Industrie 4.0 für die Massivumformung (geplant)
– Additive Manufacturing in der Massivumformung (geplant)
Massiver Leichtbau – Leitprojekte: Bauteil-, Werkstoff- und Prozessdesign (Start Mai 2015)
Forschung – aktuelle Projekte
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Massiver Leichtbau
Forschung – aktuelle Projekte …
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Forschungsverbund Massiver Leichtbau
57 Unternehmen der Automobiltechnik, Stahlhersteller, Zulieferindustrie und Massivumformung, gemeinsam mit 11 Instituten aus den Bereichen Umformung, Werkstofftechnik, Zerspanung, Automobiltechnik
Forschung – aktuelle Projekte …
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Zwei Initiativen Massiver Leichtbau Phase I: 2013-2014: Leichtbau- potentiale Mittelklasse-PKW
Phase II: 2014 - 2015: Leichtbau- potentiale Leichte Nutzfahrzeuge
27 Unternehmen aus der Massivumformung und Stahlherstellung
24 Unternehmen aus der Massivumformung und Stahlherstellung
2 Getriebestudien: Berechnungstools : Potenziale der Gewichtseinsparung durch Änderung der Materialeigenschaften
Forschung – aktuelle Projekte …
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IPEK 2015
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Industrie 4.0- Massivumformung – Intelligente Umformteile – Überwachung und Steuerung des gesamten Produktionsprozesses – Maschinenüberwachung: Instandhaltung
Additive Manufacturing – Werkzeugherstellung, -reparatur – Kombi-Verfahren zur Bauteilherstellung – Betriebsmittel
Anlagenkonzepte für die Massivumformung – Produktivität, Flexibilität – Erweiterung Formgebungs- und Verfahrensgrenzen
Leichtbau – Leichtmetalle
Forschung - Themen der Zukunft …
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Durch die Zusammenarbeit von Experten aus Unternehmen der Branche und darüber hinaus (Stahlindustrie, Maschinenhersteller etc.) und Hochschulen ist ein weltweit einmaliges Innovationsnetzwerk entstanden.
Die Branche der Massivumformung in Deutschland – ist trotz mittelständischer Struktur und
Jahrhunderte alter Tradition innovativ. – gehört weltweit zu den Technologieführern. – ist Marktführer in Europa und weltweit zweitgrößter
Produzent. – stellt sich gemeinsam den Themen
der Zukunft.
Zusammenfassung …
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