Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Multisensorischer Stempel und Umformteile.
Multisensorische Werkzeuge für die Kaltmassivumformung
Herausforderung
Die Integration von Sensoren auf einem Umformstempel stellt sich durch hohe Prozesskräfte, kurze Zykluszeiten und verschmutzte Umgebung als schwierig dar, sodass Prozessdaten oftmals nur eingeschränkt über Stößelkraft und -weg erfasst werden. Für den Einsatz von Dünnschichtsensorik direkt auf der Werkzeugoberfläche müssen daher tribologisch angepasste Schichtsysteme entwickelt und getestet werden.
Lösung
Die Lösung stellt die Entwicklung eines tribologisch beständigen multifunktionalen Sensorsystems, direkt abgeschieden auf der Umformstempeloberfläche zur Echtzeitanalyse von Prozessgrößen während des Pressvorgangs, dar. Mit der am Fraunhofer IST entwickelten Dünnschichtsensorik soll entlang von Stempelschaft und Fließbund die Temperaturverteilung gemessen werden. Zudem sollen axiale Kräfte und eine Verschleißerkennung in das Sensordesign integriert werden. Die sensorischen Umformstempel werden mit einer Embedded-Multisensor-Elektronik gekoppelt und beim Napf-Rückwärtsfließpressen getestet.
Mehrwert
Zum Projektende sollen sensorische Umformstempel zur Verfügung stehen, welche die Überwachung von Kaltmassivumformprozessen ermöglichen und die vorbeugende Instandhaltung von Werkzeugen unterstützen. Zudem wird das Prozessverständnis mithilfe der Messdaten über den Verschleiß in den Hauptbelastungszonen, der Umformkraft und der Temperaturverteilung am Rande der Umformzone vertieft.
Insights into the project
Schematischer Aufbau des Messsystems von der Werkzeugmaschine, des multisensorischen Stempels und der Datenauswertung.
Schematischer Aufbau des multisensorischen Stempels.
Sensorstrukturen für die Temperaturmessung und die Verschleißdetektion auf Umformstempel.
