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Stahl Intelligenter Drückwalzprozess schützt Stahl vor Fälschungen

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Fälschungssichere Stahlprodukte herzustellen, das ist das Ziel eines Forschungsprojekts. Dabei soll nicht nur die äußere Form von Stahl verändert, sondern auch Eigenschaften angepasst werden können. So schützt ein integrierter magnetischer Barcode das Stahlbauteil vor Fälschungen.

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Drückwalzen: Die Spindel (vorne links) dreht das Stahlbauteil, das von den drei Walzen im Hintergrund umgeformt wird. Die blauen Leitungen sorgen für ausreichend Kühlschmierstoff.
Drückwalzen: Die Spindel (vorne links) dreht das Stahlbauteil, das von den drei Walzen im Hintergrund umgeformt wird. Die blauen Leitungen sorgen für ausreichend Kühlschmierstoff.
(Bild: Fraunhofer IEM)

Ob Haushalt, Infrastruktur oder Industrie: Stahl ist aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Moderne Stahlwerkstoffe ermöglichen erst in Verbindung mit fortschrittlichen Fertigungstechnologien die Herstellung von vielen Hochleistungsprodukten. So wird beispielsweise das Drückwalzen verwendet, um Bauteile aus Edelstählen für Zentrifugen- oder Strahltriebwerke herzustellen. Mit einem sogenannten metastabilen austenitischen Stahl lässt sich nicht nur gezielt die äußere Form, sondern auch die Eigenschaft des Metalls durch Phasenumwandlung beeinflussen.

Bauteil-Eigenschaften orstaufgelöst einstellen

Die Wissenschaftler der Universität Paderborn, der Technischen Universität Dortmund und des Fraunhofer Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM arbeiten an einem intelligenten Drückwalzprozess, mit dem Hersteller gezielt die Eigenschaften ihrer künftigen Bauteile sehr fein ortsaufgelöst einstellen und dadurch wertvolle Zusatzfunktionen integrieren können. Damit können beispielsweise Bauteilzustände und Prozesse überwacht oder Bauteile können eindeutig und manipulationssicher gekennzeichnet werden.

Vorteile für den Herstellungsprozess

  • Ressourcenschonend: Umformprozesse fertigen Teile ohne wertvolles Material abzutragen, wie dies z. B. beim Fräsen geschieht. Weiterhin hat der intelligente oder geregelte Drückwalzprozess, Einfluss auf physikalische beziehungsweise mechanische Eigenschaften wie z. B. die Festigkeit oder Härte des Stahls. Die Funktionalität wird verbessert und Hersteller können Material einsparen bzw. gezielter einsetzen.
  • Kostengünstig: Eine vergleichbare Funktionalität ist bisher – wenn überhaupt – durch aufwendige und teure Nacharbeit beziehungsweise den Einsatz zusätzlicher Bauteile möglich. Die Fertigung innerhalb eines Regelkreises ermöglicht es auch, die Bauteilqualität zu verbessern und Ausschuss zu reduzieren.

Arbeiten an einem intelligenten Drückwalzprozess: Julian Rozo Vasquez (WPT, Technische Universität Dortmund), Bahman Arian (LUF, Universität Paderborn) und Markus Riepold (Fraunhofer IEM) vor dem Umform-Prüfstand der Universität Paderborn.
Arbeiten an einem intelligenten Drückwalzprozess: Julian Rozo Vasquez (WPT, Technische Universität Dortmund), Bahman Arian (LUF, Universität Paderborn) und Markus Riepold (Fraunhofer IEM) vor dem Umform-Prüfstand der Universität Paderborn.
(Bild: Fraunhofer IEM)

Vorteile für das fertige Stahlbauteil

Intelligente, fälschungssichere Stahlbauteile: Mit dem intelligenten Drückwalzen kann beispielsweise ein magnetischer Barcode in das Stahlbauteil integriert werden. Dieser äußerlich unsichtbare, eindeutig identifizierbare Code ermöglicht es, fälschungssichere Produkte herzustellen.

Das Projekt „Eigenschaftsbasierte Regelung von Verfestigungs- und Phasenumwandlungsprozessen beim Drücken und Drückwalzen metastabiler Austenite“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit circa 450.000 Euro für zunächst zwei Jahre gefördert und gehört zum Schwerpunktprogramm „Eigenschaftsgeregelte Umformprozesse“ der DFG. Sie fördert hier insgesamt elf Forschungsverbünde, mit dem Ziel, die wissenschaftlichen Grundlagen der prozessintegrierten Eigenschaftsregelung von Umformprozessen zu erforschen und neue Ansätze der Eigenschaftsregelung zu erproben und zu validieren.

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