Inhalte der Online-Ausgabe 10-2025

Innovation trifft Daten: Der Weg zu einer resilienten Fertigung

T. Bergs – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT; Manufacturing Technology Institute (MTI) RWTH Aachen

Die industrielle Fertigung steht an einem Wendepunkt. Getrieben von neuen und sich schnell weiterentwickelnden Märkten, veränderten Mobilitätskonzepten und immer strengeren Nachhaltigkeitsanforderungen entwickelt sich eine Dynamik, die weit über inkrementelle Verbesserungen hinausgeht. Innovative Fertigungstechnologien wie additive Verfahren, Leichtbaukonzepte, neue Werkstoffsysteme und intelligente Produktionsmethoden verschieben die Grenzen dessen, was technisch und wirtschaftlich möglich ist. Was vor wenigen Jahren noch als Zukunftsvision galt, hält nun Einzug in die industrielle Praxis. S. 701

Räumtechnologie im Kontext aktueller Forschung

C. Zachert, M. Gerneth, M. Meurer, T. Bergs – MTI der RWTH Aachen University

Die Räumbearbeitung ist die Schlüsseltechnologie zur Fertigung der sicherheitskritischen Verbindung zwischen Turbinenscheibe und Schaufel. Die Vorteile wie hohe Prozessstabilität, geometrische Genauig­keiten und Produktivität stehen den hohen Werkzeugkosten und der geringen Flexibilität als Nachteile der Technologie gegenüber. Optimierungen des Räumprozesses können werkzeug­seitig über prozessspezifische Geometrien oder Werkzeug­substrate erfolgen. Prozessseitig bietet der Einsatz von Prozessüber­wachungssystemen sowie der Einsatz von maßgeschneidertem Räumöl weiteres Potenzial. S. 702

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-6

Ressourceneffiziente Fertigung von Leichtbaustrukturen

D. Weck, M. Müller-Pabel, M. Gude; Th. Krampitz, C. Hecker, H. Lieberwirth; A. Selvaggio, A. E. Tekkaya; J. Gilich, G. Meschut – Technische Universität Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik ILK; TU Bergakademie Freiberg, Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik IART; Technische Universität Dortmund, Institut für Umformtechnik und Leichtbau IUL; Universität Paderborn, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik LWF

Zur Steigerung der Ressourceneffizienz technischer Komponenten sind neben dem Leichtbau insbesondere neuartige Fertigungstechnologien und Prozessketten mit geschlossenen Stoffkreisläufen von großer Bedeutung. Im Beitrag werden am Beispiel einer Demonstrator­struktur aus hybriden Leichtbauprofilen (Aluminium und faser­verstärktes Polyamid) technisch-technologische Lösungsoptionen für die gesamte Prozesskette inklusive des Recyclings vorgestellt und in Pilotversuchen bewertet. S. 708

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-12

Nachhaltige Herstellung von Rundsteckverbindern

M. Meerkamp, H. Voigts, M. Müller, T. Herrig, T. Bergs; S. Hoppe – MTI der RWTH Aachen; Eichsfelder Schraubenwerk GmbH, Heilbad Heiligenstadt

Die Herstellung von rotationssymmetrischen Crimpkontakten für Rundsteckverbinder muss ökologische Nachhaltigkeit und hohe Produktivität vereinen. Im Vergleich zur derzeit eingesetzten Zerspanung von Rundsteckverbindern ermöglicht das Kaltfließpressen eine nahezu vollständige Werkstoffausnutzung und reduziert den CO₂-­Fußabdruck erheblich. Dieser Beitrag zeigt Potenziale, Herausforderungen und Entwicklungsbedarfe bei der Umstellung von zerspanender auf kaltfließpressende Fertigung auf. S. 718

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-22

Folgeverbundwerkzeug für Linearhybridpresse

A. Müller, D. Schmiele, R. Krimm – Leibniz Universität Hannover, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM), Garbsen

Bei der Herstellung von Bau­teilen in mehreren Umformoperationen auf Folgeverbundwerkzeugen wird nicht jeder Umformprozess mit optimalen Prozessparametern durchgeführt, weshalb auch die Qualität der produzierten Werkstücke nicht immer optimal ist. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Auslegung und Konstruktion eines Folge­verbundwerkzeuges, speziell angepasst für ein hybrides Antriebssystem mit Positions- und Kraftregelung. In experimentellen Versuchen wird die erreichbare Bauteil­qualität mit derjenigen verglichen, welche mit einer her­kömmlichen Exzenterpresse erreichbar ist. S. 729

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-33

Robustifizierung von mehr­stufigen Umformprozessen

N. Gerke, H. Amend, J. Peddinghaus, J. Uhe, K. Brunotte, B.-A. Behrens – Leibniz Universität Hannover, IFUM

Die Warmumformung von hybriden Bauteilen durch mehrstufige Umformprozesse stellt derzeit eine große Herausforderung dar. Die Verbundfestigkeit der Werkstoffe ist abhängig von den Eigenschaften der Füge­zone, welche eine hohe Sensitivität gegenüber der Temperaturführung aufweist. Anhand einer umfangreichen Versuchsreihe wird die Temperaturschwankung in den Bauteilen über die Prozesskette an definierten Stellen erfasst und ein Ansatz zur Kompensation der Schwankungen vor den Umformungen aufgezeigt. S. 735

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-39

Wärmeübergangskoeffizienten für die Warmmassivumformung

N. Mohnfeld, H. Wester, R. Grawe, S. Peddinghaus, J. Uhe, B.-A. Behrens – Leibniz Universität Hannover, IFUM

Ein neu entwickelter Versuchsstand ermöglicht die experimentell-­numerische Ermittlung des wirkgrößenabhängigen Wärmeübergangskoeffizienten (WÜK) für die Massivumformung von EN AW-6082. Mittels 1D-FE-­Modell und inverser Optimierung wurde der WÜK in Abhängigkeit von Temperatur, Kontaktdruck und Schmierung basierend auf experimentellen Versuchen bestimmt. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Druckabhängigkeit sowie signifikante Effekte der Schmierstoffe. S. 741

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-45

Multisensorisches Monitoring in der Warmmassivumformung

C. Glaubitz, M. Rothgänger, R. Reder, J. Peddinghaus, K. Brunotte – Leibniz Universität Hannover, IFUM

Die Warmmassivumformung stellt durch hohe Energieeinträge und kurze Taktzeiten besondere Anforderungen an die Prozess­überwachung. Ein multisensorisches Verfahren wird vorgestellt, das Körper- und Luftschallsignale synchron erfasst, in Frequenzbänder zerlegt und deren Bandenergien statistisch mit Prozessgrößen verknüpft. Eigenfrequenzverschiebungen und charakteristische Energiemuster ermöglichen die Klassifikation von Prozessabweichungen und liefern die Basis für Big-Data-gestützte Überwachungskonzepte. S. 750

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-54

Ortsaufgelöste Reibwertmodellierung

B.-A. Behrens, K. Brunotte, H. Wester, S. Peddinghaus – Leibniz Universität Hannover, IFUM

In Massivumformprozessen treten zeitlich sowie örtlich inhomogen verteilte Kontaktgrößen auf, wodurch das Schmierstoffverhalten lokal variiert. Gängige Reibmodelle nehmen jedoch dieses als konstant an, wodurch numerische Vorhersagen nur eine begrenzte Genauigkeit erreichen. Zur Charakterisierung des Schmierstoffverhaltens wird daher eine neue Methode vorgestellt. Die damit ermittelten experimentellen Daten dienen als Basis für die Entwicklung und Parametrisierung eines lokal aufgelösten Reibmodells in Abhängigkeit des Gleitweges, der Gleitgeschwindigkeit, des Kontaktdruckes und der Temperatur. S. 759

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-63

Reibungsreduzierende Werkzeuge

S. Ceto, S. Hübner, B. Behrens; U. Holländer, A. Schnettger – Leibniz Universität Hannover, IFUM; Institut für Werkstoffkunde

Zur Reduktion von Reibung und Verschleiß bei der Umformung von Aluminiumblechen wurden Werkzeugoberflächen aus einem Gusswerkstoff (EN-GJS-700–2) chemisch oxidiert und elektrochemisch phosphatiert. Die phosphatierten Schichten reduzierten den Reibwert um bis zu 47,62 % im Vergleich zu unbeschichteten Ober­flächen. Allerdings wurde eine hohe Adhäsion des Aluminiums an der Werkzeugoberfläche festgestellt. S. 770

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-74

Simulation eines freikinematischen Umformprozesses

B.-A. Behrens, K. Dröder, H. Wester, A. Huerkamp, J. Uhe, V. Ekanayaka, J. Holt – Leibniz Universität Hannover, IFUM

Es wird ein Prozess zur Analyse der Herstellbarkeit von belastungs­angepassten Bauteilen aus Metall- und faserverstärkten Hybridstrukturen unter Verwendung eines Industrieroboters untersucht. Dadurch können bislang bestehende kinematische Begrenzungen in Umformprozessen umgangen und mittels freikinematischer Umformung hohe Bauteilflexibilitäten erreicht werden. S. 779

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-83

Struktur und Aufbau einer Hohlprägewalzanlage

M. Hartrampf, S. Heidrich, R. Kurth, M. Wagner, D. Hoffmann, S. Ihlenfeldt – Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz

Dünnwandige Präzisionsbauteile wie Bipolar- und Elektrolyseurplatten sind essenziell für die Transformation zu einer nachhaltigen Energienutzung und Energiespeicherung. Derzeitige Umformverfahren zur Herstellung dieser dreidimensionalen metallischen Blecherzeugnisse sind aufgrund ihrer Prozesse in Produktionsrate und Flexibilität begrenzt. Mit dem Hohlprägewalzen soll ihre Fertigung optimiert werden. Der Beitrag erläutert ein Anlagenkonzept für das Hohlprägewalzen. S. 789

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-93

Flakkotieren von Umformwerkzeugen

P. Frank, J. Teichert, A. Oleszak – Technische Hochschule Georg Agricola, Staatlich anerkannte Hochschule der DMT-Gesellschaft für Lehre und Bildung (DMT-LB), Bochum

Die Studie untersucht das Potenzial des Hochpräzisionsbürstens (Flakkotierens) zur automatisierten Finishbearbeitung von Umformwerkzeugen. In einem ersten Schritt wurde eine Parameterstudie zur Identifizierung des Einflusses ausgewählter Prozess- und Werkzeug­parameter auf die Oberflächenausbildung durchgeführt, im zweiten Schritt erfolgte die Bewertung des Substitutionspotenzials gegenüber der manuellen Politur. Das Verfahren ermöglicht vergleichbare Oberflächen bei höherer Reproduzierbarkeit und Automatisierbarkeit. S. 795

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-99

Gratbildung beim 5-Achs-Fräsen

B. Denkena, B. Bergmann, M. Keitel – Leibniz Universität Hannover, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IFW

Im Werkzeug- und Formenbau spielen komplexe Bauteile mit Freiformflächen eine zentrale Rolle, die meist durch spanende Fertigungsverfahren, insbesondere das 5-Achs-Fräsen, hergestellt werden. Sphärische Werkzeuge, wie beispielsweise Kugelkopffräser, bieten dabei eine hohe Profiltreue und geringe Oberflächenrauheit, führen aber zu einer verstärkten Gratbildung. Der Gratbildung kann durch gezielte Prozessstellgrößen entgegengewirkt werden. Um dies um­zusetzen, zeigt der Beitrag die Zusammenhänge zwischen den Prozesseinstellgrößen und der Gratbildung auf.  S. 803

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-107

Rotationsreibschweißen unter wechselnden Bedingungen

A. Piwek, J. Bosse, J. Peddinghaus, J. Uhe, K. Brunotte; A. Verschinin, S. Barton – IFUM; Institut für Werkstoffkunde (IW) beide PZH der Leibniz Universität Hannover

Aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften können beim Rotationsreibschweißen von Verbindungen aus Stahl und Aluminiumlegierungen geringe Abweichungen bezüglich Oberflächenzustand, Bauteiltemperatur und Reibfläche den Verbund deutlich beeinträchtigen. Die Auswirkungen dieser Eingangsbedingungen auf den Materialfluss, die Wulstbildung und die resultierende Verbund­festigkeit wurden systematisch in experimentellen Versuchen untersucht und per Ultraschallprüfung sowie Zugversuch bewertet. S. 812

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-116

Zerspanung von CFK mittels Kreissägeverfahren

T. Mayer, M. Schneider – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart; Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien Offenburg

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) finden immer breitere Verwendung in der Industrie. Neben Freiformbauteilen kommen vermehrt Halbzeuge wie Rohre und Profile zum Einsatz. Bei anderen Werkstoffen wie Metallen oder reinen Kunststoffen kommen für Ablängprozesse meist Kreissägeverfahren zum Einsatz. Für CFK besteht noch ein grundlegender Wissensbedarf, wie Werkzeuggeometrie, Prozess- und Materialparameter die Qualitätsausbildung beeinflussen und welche Schädigungsbilder am Bauteil vorliegen. S. 821

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-125

Hybride Bauteile aus dem Rotational-Moulding-Verfahren

P. Schaible, S. Schabel, J. Fleischer; H. Beha, H. Kuster – Karlsruher Institut für Technologie (KIT), wbk Institut für Produktionstechnik; Framo Morat GmbH, Eisenbach

Hybride Faserverbund-Metall-Bauteile eignen sich für Anwendungen als Antriebswellen, Achsen oder Zug-Druck-Stangen und besitzen aufgrund ihres hohen Leichtbaugrades ein enormes Potenzial in den unterschiedlichsten Branchen. In diesem Beitrag werden das Rotational-Moulding-Verfahren sowie aktuelle Erkenntnisse zu den mechanischen Eigenschaften dieser Hybridverbindung vor­gestellt. Dies ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Herstellung derartiger Bauteile.

  S. 827

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-131

Hybride Prozesskette für die additive Fertigung

M. Krasniqi, W. Brandes, F. Löffler – Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig

Die hybride Fertigung, die additive und konventionelle Fertigungs­verfahren kombiniert, ist eine effiziente Methode zur Herstellung komplexer Metallbauteile mit hoher Maßhaltigkeit. An einem Krümmersammler wird eine optimierte Prozesskette mit selektivem Laserstrahlschmelzen (PBF/LB-M) und spanender Endbearbeitung vor­gestellt. Anhand einer mitgedruckten Zentrierungsvorrichtung werden Abweichungen deutlich reduziert und die Prozessstabilität erhöht. Die Ergebnisse belegen die Eignung der hybriden Fertigung für funktionskritische Ersatzteile und zeigen Potenziale für den industriellen Einsatz auf.  S. 832

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-136

Messmethoden zur Prüfung additiv gefertigter Bauteile

W. Brandes, M. Krasniqi, F. Löffler – PTB, Braunschweig

Die Qualitätssicherung von additiv gefertigten Bauteilen ist eine besondere Herausforderung. Die Designflexibilität des Verfahrens bietet die Möglichkeit, beliebige Freiformflächen oder innere Geometrieelemente zu erzeugen. Vor diesem Hintergrund werden neben High-End-Messgeräten auch kostengünstige und fertigungs­begleitende Messtechniken eingesetzt. Gegenstand der Untersuchung sind hybrid gefertigte Prüfkörper. Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen additiv gefertigten und subtraktiv nachbearbeiteten Flächen sowie zwischen unterschiedlichen Messgeräteklassen.   S. 841

doi.org/10.37544/1436-4980-2025-10-145