Abstract
In diesem Beitrag wird ein Frontloading-Ansatz zur Steigerung der Energieeffizenz in der umformtechnischen Prozessentwicklung methodisch und praktisch aufgezeigt. Besonders die frühen Phasen gehen mit hohen Freiheitsgraden in der Gestaltung einher und bieten deshalb Kostenvorteile bei der Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen. Anhand zweier Umformverfahren wird eine Reduzierung des Gesamtenergieaufwands bei gleichbleibender Produktivität erzielt.**)
Summary
A frontloading approach in process design to increase energy efficiency in metal forming is demonstrated. Early phases in process design have the potential of high degrees of freedom and cost-effective implementation of energy efficiency measures. However, technical challenges and difficult-to-estimate energy consumption are obstacles. The approach is intended to provide a simple and structured guide through four phases from process consideration through abstraction and measure definition to implementation. Based on hot forging as well as cold roll forming, the method is applied in a simple and practical way.
**Hinweis
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).
About the authors
Lukas Kluy, M. Sc., schloss 2019 das Maschinenbaustudium an der TU Darmstadt ab und forscht seitdem als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am PtU in der Abteilung Prozessketten und Anlagen zu einer neuen Prozesskette zur kontinuierlichen Herstellung einer ultrafeinkörnigen Titanlegierung. Ziel ist die Entwicklung eines innovativen Implantatsystems mit herausragenden Eigenschaften für Gesundheit und Lebensqualität.
Marco Becker, M. Sc., schloss 2019 das Maschinenbaustudium an der TU Darmstadt ab und forscht seitdem als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am PtU in der Abteilung Profiliertechnik zu intelligenten Profilierprozessen durch die Inline-Überwachung. Ziel ist die technische und energetische Prozessoptimierung durch gezielte Erfassung und Analyse von Sensordaten.
Andreas Wächter, M. Sc., schloss 2021 das Maschinenbaustudium an der TU Darmstadt mit seiner Masterthesis zum Thema Energieeffizienz in der Produktion nanostrukturierter Titanimplantate im kontinuierlichen Equal-Channel-Angular-Swaging Prozess am PtU ab. Im Rahmen seiner Masterthesis entstand ein Großteil der Arbeit zu diesem Beitrag. Die in der Thesis erarbeitete Vorgehensweise wurde Ende 2020 mit dem zweiten Platz beim Hessischen Staatspreis Energie prämiert.
Prof. Dr.-Ing. Dipl. Wirtsch.-Ing. Peter Groche leitet seit 1999 das Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) an der Technischen Universität Darmstadt. Mit rund 60 Mitarbeitenden forscht das PtU an neuen Prozessen und Maschinen sowie mikroskopischen Phänomenen rund um innovative Möglichkeiten der Umformtechnik.
*Danksagung
Die Arbeiten wurden im Rahmen der Projekte IdentiTI sowie intelligente Profilierprozesse durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Die Autoren bedanken sich für die finanzielle Förderung der Forschungsprojekte.
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