Im Bereich der Biegetechnik erforschen wir das Rohr- und Profilbiegen. Um zukünftigen Anforderungen an die Biegetechnik gerecht zu werden, entwickeln wir zum einen industriel verbreitete Biegeverfahren wie das Rotationszugbiegen und das Drei-Rollen-Schubbiegen weiter, zum anderen entwickeln wir neue Biegeverfahren. Im Fokus steht dabei eine skalierbare und flexible Fertigung, um auch kleine Losgrößen wirtschaftlich und nachhaltig abbilden herstellen zu können.
Projektzeitraum: 10/2020 - 09/2023
Im Projekt „Lernen, Informieren und kompetent Agieren mit Augmented Reality im Arbeitsprozess“ (LAARA) wird Augmented Reality (AR) als Lernmedium in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt. Diese Technologie wird in verschiedenen Formen und Einsatzmöglichkeiten in Betrieben ein zunehmend integraler Bestandteil der Arbeitsprozesse werden.
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Projektzeitraum: 07/2020 - 06/2022
Der Lehrstuhl für Umformtechnik der Universität Siegen (UTS) forscht an Material- und Prozesstechnologien, die die variable Biegung zunächst gerade hergestellter Konstruktionsprofile aus Faser-Kunststoff-Verbund ermöglichen sollen. Im Projekt „Curved Composites“ werden dazu auf Basis etablierter Serienprozesse, wie dem Resin Transfer Molding, Profile aus textilverstärktem Acrylharz hergestellt, die anschließend mittels einer im Projekt zu entwickelnden Biegeanlage gebogen werden.
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Projektzeitraum: 04/2016 - 03/2019
Ziel des Verbundvorhabens ist es, den Maschinenbediener beim Einrichten des beispielhaft ausgewählten Umformprozesses Biegen mit einem cyber-physischen System zu unterstützen. Kerngegenstand ist hierbei die Entwicklung eines Prototypen-Leitsystems, welches den Bediener bei den Einstellungen zum Rüsten der Maschine unterstützt und komplexe Sach- und Verständniszusammenhänge aufbereitet, auf Basis deren sich der Maschinenbediener orientieren kann.
In Zukunft wird es mit der cyber-physischen Rüstunterstützung möglich sein, die Rüstzeiten auf mindestens die Hälfte der heute benötigten Zeit zu reduzieren, da auf quantifiziertes Erfahrungswissen der Maschinenbediener mit Hilfe des Demonstrator-Leitsystems zurückgegriffen werden kann.
Sehen Sie sich dazu auch den Videobeitrag von RTL West an.
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Projektzeitraum: 03/2017 - 02/2018
Ziel des Kooperationsprojekts mit der Fa. transfluid ist die erstmalige Entwicklung eines neuartigen Verfahrens und der dazugehörigen Anlagentechnik zum Umfangsformen von endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundrohren. Die Zielgeometrien (37°-Bördel, 90°-Bördel, Sicke nach DIN 71550) ermöglichen eine formschlüssige Verbindung der Rohrenden mit standardisierten Fittingen, was wirtschaftliche und technische Vorteile für die Verwendung dieser Rohre als beispielsweise fluidführende Leitungen bietet.
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Projektzeitraum: 11/2014 - 10/2016
Ziel des Projektes ist der Aufbau einer allgemeingültigen Prozesskette zur Umformung faserverstärkter Thermoplaste (FVT), die anhand eines Praxisbauteils erprobt wird und für die Auslegung des Herstellungsprozesses „Umformung von FVT“ angewendet werden kann.
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Projektzeitraum: 02/2014 - 05/2016
In diesem ZIM-Kooperationsprojekt wurde ein Biegeverfahren entwickelt, welches das Biegen von endlosfasverstärkten Thermoplastrohren (TFVR) ermöglicht. Die TFVR werden im Tapewickelverfahren hergestellt und bestehen aus mehreren, in ihrer Orientierung auf die Einsatzbedingungen angepassten, Verstärkungslagen. Die TFVR können aus reinen Wickellagen aufgebaut, oder mit einem Linerrohr versehen sein. Als Liner kommen insbesondere extrudierte Thermoplastrohre mit zum Tapematerial identischem Thermoplast infrage. Die Linerrohre sind zur Gewährleistung der Dichtigkeit der TFVR in Leitungssystemen erforderlich.
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Projektzeitraum: 04/2017 - 05/2019
Im FuE Kooperationsprojekt BiKeS erforschen die Projektpartner Dr. Hochstrate Maschinenbau und der Lehrstuhl für Umformtechnik der Uni Siegen die Herstellung definierter Kegelkonturen durch Schwenkbiegemaschinen. Derzeit gibt es keine werkzeugungebundene Fertigungstechnik, mit der aus ebenen Blechen kegelförmige Hohlkörper nach Fertigungszeichnung hergestellt werden können. Das Schwenkbiegen ist eine flexible Fertigungstechnik, mit der durch Sondereinstellungen der Prozessparameter Kegel gefertigt werden könnten.
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Projektzeitraum: 03/2017 - 04/2019
Mit dem Forschungsvorhaben zwischen BTE und UTS wird das Ziel verfolgt, das Fertigungsverfahren „Axialumformen – Weiten mit starrem Werkzeug“ hinsichtlich der durch die verschiedenen Umformprozesse bedingten aufgebrachten Spannungskollektive zu untersuchen und die induzierten Eigenspannungen herauszukristallisieren, um diese in einem weiteren Schritt zu minimieren. Hierbei steht die Forderung im Vordergrund, dass die herzustellenden Bauteile durch eine Minimierung von Umform- und Kalibrierungsprozessen sowie anderseits einem Verzicht der Wärmebehandlung, allein durch die Fertigungsverfahren Biegen und Axi-alumformen realisiert werden können.
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Projektzeitraum: 08/2014 - 07/2016
In diesem Forschungsverbundprojekt wird erstmalig ein nationaler und/oder internationaler Qualitäts- und Prüfstandard für das Rohr- und Profilbiegen mit Bezug zu den biegeumformenden Fertigungsverfahren und einer Ursachenrückführung entwickelt, basierend auf der Erforschung von Einflüssen, welche sich auf die Qualitätsmerkmale am Biegebauteil auswirken bzw. selbige zum Ergebnis haben.
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Projektzeitraum: 07/2014 - 06/2016
In diesem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben ist eine Methode zur Kompensation dreidimensionaler Konturabweichung bei der Herstellung von freiformgebogenen Profilstrukturen entwickelt worden. Dabei sind überwiegend asymmetrische oder einfachsymmetrische Profilquerschnitte betrachtete worden. Die Herstellung der Biegebauteile selbst erfolgt durch das sogenannte Matrizen-Schubbiegen (MSB). Dabei handelt es sich um kinematisches Biegeverfahren, wobei die Kontur der Biegelinie durch die gezielte Relativbewegung einzelner Werkzeugelemente zueinander definiert wird.
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Projektzeitraum: 04/2013 - 03/2015
Die beabsichtigte technologische Entwicklung ist die Herstellung eines Biegeteils mit einem Biegeradius von ca. 0,7 x Außendurchmesser. Für das Biegen des Rohrs soll das Rotationszugbiegeverfahren eingesetzt werden. Es müssen die Qualitätsanforderungen bezüglich der DIN EN 12952-5 erfüllt werden. Hierzu zählt die Wanddickenänderung an Innen- und Außenbogen sowie die Unrundheit des Biegeteils.
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Projektzeitraum: 09/2012 - 10/2014
In diesem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben sind geeigneten Methoden zur Herstellung und zur Prüfung freiformgebogener Rohre entwickelt worden. Dazu wurden verschiedene Verfahren zur Parametrisierung der Biegelinie und der anschließend erforderlichen Prozessauslegung auf Biegemaschinen entwickelt. Den Freiformbiegeprozess limitierende und beeinflussende Parameter sind im Rahmen einer Verfahrensanalyse detailliert untersucht worden.
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Projektzeitraum: 10/2012 - 09/2016
Die Kombination aus den marktspezifischen Anforderungen der Elektromobilität nach effektivem Leichtbau und den geringen Stückzahlen untermauern die Notwendigkeit flexibler Fertigungstechnologien für Strukturbauteile aus hochfesten Werkstoffen. Kern des Förderprojektes ISB Elektro ist die angewandte Erforschung, praktische Validierung und wirtschaftliche Bewertung eines hochflexiblen Fertigungsverfahrens für Strukturkomponenten von Elektrofahrzeugen. Bei dem inkrementellen Schwenkbiegen (ISB) werden mittels kinematischer Formgebung sowie einem reibschlüssigen Wirkprinzip offene Profilformen aus hochfesten Stählen umgeformt, wodurch eine hochflexible und werkzeugunabhängige Geometrieerzeugung möglich wird.
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Projektzeitraum: 01/2012 - 12/2013
Ziel des Vorhabens ist es, die Türzargen für Windturmanlagen freifomend d.h. Werkzeug ungebunden unter Einhaltung der geforderten Toleranzen kaltumformend herzustellen.
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Projektzeitraum: 06/2011 - 05/2013
In diesem Forschungsverbundprojekt wird erstmalig ein nationaler und / oder internationaler Qualitäts- und Prüfstandard für das Rohr- und Profilbiegen mit Bezug zu den biegeumformenden Fertigungsverfahren und einer Ursachenrückführung entwickelt, basierend auf der Erforschung von Einflüssen, welche sich auf die Qualitätsmerkmale am Biegebauteil auswirken bzw. selbige zum Ergebnis haben.
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Projektzeitraum: 11/2018 - 11/2021
Um einen Prozeß zu optimieren, ist es notwendig Schlechtteile von Gutteilen unterscheiden zu können. Dazu kann die Lockin- Thermografie, ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das in die Prozeßkette integriert ist, verwendet werden. Diese stellt Fehler in Bauteilen auf Bildern dar. Desweiteren ist die Thermografie mit dem Prozeß korreliert, so daß bei schlechten Ergebnissen eine Veränderung der Prozeßparameter ermöglicht wird. So wird die Anzahl der Gutteile zunehmen.
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Projektzeitraum: 12/2019 - 11/2021
Im Rahmen des Förderprogramms “NRW-Patent-Validierung” wird das 3D-Schwenkbiegen ausgelegt sowie ein Demonstrator gefertigt, der die Anwendungspotenziale der flexibilisierten Fertigungstechnik zur Herstellung querschnitts- und belastungsangepasster Bauteile in der Produktionsära des Leichtbaus aufzeigt.
3D-schwenkgebogene Profilbauteile können in Leichtbaustrukturen eingesetzt werden, die sich oftmals in Entwicklungen für Karosserien und Strukturbauteilen, z.B. in der Automobil- als auch Luft- und Raumfahrtindustrie, wiederfinden.
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Im Bereich der Biegetechnik erforschen wir das Rohr- und Profilbiegen. Um zukünftigen Anforderungen an die Biegetechnik gerecht zu werden, entwickeln wir zum einen industriel verbreitete Biegeverfahren wie das Rotationszugbiegen und das Drei-Rollen-Schubbiegen weiter, zum anderen entwickeln wir neue Biegeverfahren. Im Fokus steht dabei eine skalierbare und flexible Fertigung, um auch kleine Losgrößen wirtschaftlich und nachhaltig abbilden herstellen zu können.
Projektzeitraum: 10/2020 - 09/2023
Im Projekt „Lernen, Informieren und kompetent Agieren mit Augmented Reality im Arbeitsprozess“ (LAARA) wird Augmented Reality (AR) als Lernmedium in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt. Diese Technologie wird in verschiedenen Formen und Einsatzmöglichkeiten in Betrieben ein zunehmend integraler Bestandteil der Arbeitsprozesse werden.
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Projektzeitraum: 07/2020 - 06/2022
Der Lehrstuhl für Umformtechnik der Universität Siegen (UTS) forscht an Material- und Prozesstechnologien, die die variable Biegung zunächst gerade hergestellter Konstruktionsprofile aus Faser-Kunststoff-Verbund ermöglichen sollen. Im Projekt „Curved Composites“ werden dazu auf Basis etablierter Serienprozesse, wie dem Resin Transfer Molding, Profile aus textilverstärktem Acrylharz hergestellt, die anschließend mittels einer im Projekt zu entwickelnden Biegeanlage gebogen werden.
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Projektzeitraum: 04/2016 - 03/2019
Ziel des Verbundvorhabens ist es, den Maschinenbediener beim Einrichten des beispielhaft ausgewählten Umformprozesses Biegen mit einem cyber-physischen System zu unterstützen. Kerngegenstand ist hierbei die Entwicklung eines Prototypen-Leitsystems, welches den Bediener bei den Einstellungen zum Rüsten der Maschine unterstützt und komplexe Sach- und Verständniszusammenhänge aufbereitet, auf Basis deren sich der Maschinenbediener orientieren kann.
In Zukunft wird es mit der cyber-physischen Rüstunterstützung möglich sein, die Rüstzeiten auf mindestens die Hälfte der heute benötigten Zeit zu reduzieren, da auf quantifiziertes Erfahrungswissen der Maschinenbediener mit Hilfe des Demonstrator-Leitsystems zurückgegriffen werden kann.
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Projektzeitraum: 03/2017 - 02/2018
Ziel des Kooperationsprojekts mit der Fa. transfluid ist die erstmalige Entwicklung eines neuartigen Verfahrens und der dazugehörigen Anlagentechnik zum Umfangsformen von endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundrohren. Die Zielgeometrien (37°-Bördel, 90°-Bördel, Sicke nach DIN 71550) ermöglichen eine formschlüssige Verbindung der Rohrenden mit standardisierten Fittingen, was wirtschaftliche und technische Vorteile für die Verwendung dieser Rohre als beispielsweise fluidführende Leitungen bietet.
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Projektzeitraum: 11/2014 - 10/2016
Ziel des Projektes ist der Aufbau einer allgemeingültigen Prozesskette zur Umformung faserverstärkter Thermoplaste (FVT), die anhand eines Praxisbauteils erprobt wird und für die Auslegung des Herstellungsprozesses „Umformung von FVT“ angewendet werden kann.
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Projektzeitraum: 02/2014 - 05/2016
In diesem ZIM-Kooperationsprojekt wurde ein Biegeverfahren entwickelt, welches das Biegen von endlosfasverstärkten Thermoplastrohren (TFVR) ermöglicht. Die TFVR werden im Tapewickelverfahren hergestellt und bestehen aus mehreren, in ihrer Orientierung auf die Einsatzbedingungen angepassten, Verstärkungslagen. Die TFVR können aus reinen Wickellagen aufgebaut, oder mit einem Linerrohr versehen sein. Als Liner kommen insbesondere extrudierte Thermoplastrohre mit zum Tapematerial identischem Thermoplast infrage. Die Linerrohre sind zur Gewährleistung der Dichtigkeit der TFVR in Leitungssystemen erforderlich.
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Projektzeitraum: 04/2017 - 05/2019
Im FuE Kooperationsprojekt BiKeS erforschen die Projektpartner Dr. Hochstrate Maschinenbau und der Lehrstuhl für Umformtechnik der Uni Siegen die Herstellung definierter Kegelkonturen durch Schwenkbiegemaschinen. Derzeit gibt es keine werkzeugungebundene Fertigungstechnik, mit der aus ebenen Blechen kegelförmige Hohlkörper nach Fertigungszeichnung hergestellt werden können. Das Schwenkbiegen ist eine flexible Fertigungstechnik, mit der durch Sondereinstellungen der Prozessparameter Kegel gefertigt werden könnten.
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Projektzeitraum: 03/2017 - 04/2019
Mit dem Forschungsvorhaben zwischen BTE und UTS wird das Ziel verfolgt, das Fertigungsverfahren „Axialumformen – Weiten mit starrem Werkzeug“ hinsichtlich der durch die verschiedenen Umformprozesse bedingten aufgebrachten Spannungskollektive zu untersuchen und die induzierten Eigenspannungen herauszukristallisieren, um diese in einem weiteren Schritt zu minimieren. Hierbei steht die Forderung im Vordergrund, dass die herzustellenden Bauteile durch eine Minimierung von Umform- und Kalibrierungsprozessen sowie anderseits einem Verzicht der Wärmebehandlung, allein durch die Fertigungsverfahren Biegen und Axi-alumformen realisiert werden können.
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Projektzeitraum: 08/2014 - 07/2016
In diesem Forschungsverbundprojekt wird erstmalig ein nationaler und/oder internationaler Qualitäts- und Prüfstandard für das Rohr- und Profilbiegen mit Bezug zu den biegeumformenden Fertigungsverfahren und einer Ursachenrückführung entwickelt, basierend auf der Erforschung von Einflüssen, welche sich auf die Qualitätsmerkmale am Biegebauteil auswirken bzw. selbige zum Ergebnis haben.
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Projektzeitraum: 07/2014 - 06/2016
In diesem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben ist eine Methode zur Kompensation dreidimensionaler Konturabweichung bei der Herstellung von freiformgebogenen Profilstrukturen entwickelt worden. Dabei sind überwiegend asymmetrische oder einfachsymmetrische Profilquerschnitte betrachtete worden. Die Herstellung der Biegebauteile selbst erfolgt durch das sogenannte Matrizen-Schubbiegen (MSB). Dabei handelt es sich um kinematisches Biegeverfahren, wobei die Kontur der Biegelinie durch die gezielte Relativbewegung einzelner Werkzeugelemente zueinander definiert wird.
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Projektzeitraum: 04/2013 - 03/2015
Die beabsichtigte technologische Entwicklung ist die Herstellung eines Biegeteils mit einem Biegeradius von ca. 0,7 x Außendurchmesser. Für das Biegen des Rohrs soll das Rotationszugbiegeverfahren eingesetzt werden. Es müssen die Qualitätsanforderungen bezüglich der DIN EN 12952-5 erfüllt werden. Hierzu zählt die Wanddickenänderung an Innen- und Außenbogen sowie die Unrundheit des Biegeteils.
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Projektzeitraum: 09/2012 - 10/2014
In diesem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben sind geeigneten Methoden zur Herstellung und zur Prüfung freiformgebogener Rohre entwickelt worden. Dazu wurden verschiedene Verfahren zur Parametrisierung der Biegelinie und der anschließend erforderlichen Prozessauslegung auf Biegemaschinen entwickelt. Den Freiformbiegeprozess limitierende und beeinflussende Parameter sind im Rahmen einer Verfahrensanalyse detailliert untersucht worden.
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Projektzeitraum: 10/2012 - 09/2016
Die Kombination aus den marktspezifischen Anforderungen der Elektromobilität nach effektivem Leichtbau und den geringen Stückzahlen untermauern die Notwendigkeit flexibler Fertigungstechnologien für Strukturbauteile aus hochfesten Werkstoffen. Kern des Förderprojektes ISB Elektro ist die angewandte Erforschung, praktische Validierung und wirtschaftliche Bewertung eines hochflexiblen Fertigungsverfahrens für Strukturkomponenten von Elektrofahrzeugen. Bei dem inkrementellen Schwenkbiegen (ISB) werden mittels kinematischer Formgebung sowie einem reibschlüssigen Wirkprinzip offene Profilformen aus hochfesten Stählen umgeformt, wodurch eine hochflexible und werkzeugunabhängige Geometrieerzeugung möglich wird.
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Projektzeitraum: 01/2012 - 12/2013
Ziel des Vorhabens ist es, die Türzargen für Windturmanlagen freifomend d.h. Werkzeug ungebunden unter Einhaltung der geforderten Toleranzen kaltumformend herzustellen.
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Projektzeitraum: 06/2011 - 05/2013
In diesem Forschungsverbundprojekt wird erstmalig ein nationaler und / oder internationaler Qualitäts- und Prüfstandard für das Rohr- und Profilbiegen mit Bezug zu den biegeumformenden Fertigungsverfahren und einer Ursachenrückführung entwickelt, basierend auf der Erforschung von Einflüssen, welche sich auf die Qualitätsmerkmale am Biegebauteil auswirken bzw. selbige zum Ergebnis haben.
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Projektzeitraum: 11/2018 - 11/2021
Um einen Prozeß zu optimieren, ist es notwendig Schlechtteile von Gutteilen unterscheiden zu können. Dazu kann die Lockin- Thermografie, ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das in die Prozeßkette integriert ist, verwendet werden. Diese stellt Fehler in Bauteilen auf Bildern dar. Desweiteren ist die Thermografie mit dem Prozeß korreliert, so daß bei schlechten Ergebnissen eine Veränderung der Prozeßparameter ermöglicht wird. So wird die Anzahl der Gutteile zunehmen.
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Projektzeitraum: 12/2019 - 11/2021
Im Rahmen des Förderprogramms “NRW-Patent-Validierung” wird das 3D-Schwenkbiegen ausgelegt sowie ein Demonstrator gefertigt, der die Anwendungspotenziale der flexibilisierten Fertigungstechnik zur Herstellung querschnitts- und belastungsangepasster Bauteile in der Produktionsära des Leichtbaus aufzeigt.
3D-schwenkgebogene Profilbauteile können in Leichtbaustrukturen eingesetzt werden, die sich oftmals in Entwicklungen für Karosserien und Strukturbauteilen, z.B. in der Automobil- als auch Luft- und Raumfahrtindustrie, wiederfinden.
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