Massivumformteile für „grünen“ Strom

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Murtfeldt Kunststoffe GmbH & Co. KG

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

GGB Heilbronn GmbH

Infostelle Industrieverband Massivumformung e. V.

Standardlegierungen werden ausgereizt

„Für den Massivumformer stellt sich bei Teilen für die Windenergie die Aufgabe, seine Werkstoffe so weitgehend wie nur möglich auszureizen“, sagt Dr. Roman Diederichs, Geschäftsführer des mittelständischen Unternehmens Karl Diederichs KG in Remscheid. Wichtigster Antrieb hierfür ist der enorme Kostendruck. Da höherwertige Materialien schnell ein Mehrfaches kosten wie Standardlegierungen, versuchen die Konstrukteure, die Toleranzbänder der Standardwerkstoffe einzuengen und sich dabei so nah wie möglich am oberen Ende zu platzieren. Dabei geht es nicht nur um direkt messbare Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit.

Eine wichtige Rolle spielen auch andere Aspekte wie z.B. die Feinkornbeständigkeit des Werkstoffs beim Aufkohlen der Oberfläche. Letzteres ist erforderlich, um auf der Oberfläche der Verzahnung durch Einlagerung von Kohlenstoff eine hochharte Schicht zu erzeugen, was Beanspruchbarkeit und Haltbarkeit der Zahnräder erhöht. Dazu ist jedoch eine Langzeit-Glühbehandlung bei Temperaturen erforderlich, die gefährlich nahe an das Niveau heranreichen, wo es zum so genannten Kornwachstum des Werkstoffs kommen könnte. Dazu darf es jedoch auf keinen Fall kommen, weil sonst die positiven Auswirkungen des Massivumformens auf den Werkstoff faktisch zunichte gemacht würden. Für solche Gratwanderungen betreibt der Fachmann dann „Feintuning“ z.B. durch präzise Abstimmung der Gehalte minimaler Werkstoffzusätze wie Aluminium oder Stickstoff. Voraussetzung ist jedoch, dass bei der Rohmaterialwahl auf hochqualifizierte Zulieferer zurückgegriffen wird, die solche Ansprüche langfristig verlässlich erfüllen können.

Gesenkgeschmiedete Komponenten ertragen extreme Belastungen

„Im Unterschied zum Walzen oder Rundhämmern von Stabstahl folgt die Verformung beim Gesenkschmieden viel enger der Endkontur des Werkstücks“, sagt Dipl.-Ing. (FH) Thomas Risse, Leiter Konstruktion und Entwicklung der Siepmann-Werke GmbH & Co. KG in Warstein. Das hat den Vorteil, dass der für das Schmieden typische Faserverlauf im Werkstoff in Richtung der Hauptbelastungen verläuft. Solche Bauteile ertragen daher extreme Wechsel- und Spitzenbelastungen, wie sie z.B. in Windkraft-Getrieben bei Orkanböen auftreten. Gerade unter dem Stichwort Offshore-Windparks werden solche Bauteile auch in Zukunft vorzugsweise zum Einsatz kommen. Im Unterschied zum Walzen oder Freiformschmieden erfordert das Gesenkschmieden allerdings den Einsatz von aufwendigen, speziell für das jeweilige Werkstück gefertigten Werkzeugen, den sogenannten Gesenken. Unter Kostenaspekten ist dies daher nur bei Bauteilen vertretbar, die in ausreichenden Stückzahlen benötigt werden. Typische Beispiele für solche Schmiedeteile sind Planetenträger sowie Innen- und Stirnräder mit Gewichten bis zu 650 kg für Generatoren, Azimuth- und Pitchgetriebe sowie Abtriebswellen.

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