Leibniz Universität Hannover Institut Für Umformtechnik Und Umformmaschinen
Das Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) an der Leibniz Universität Hannover ist eine renommierte Forschungseinrichtung, die sich mit allen Aspekten der Umformtechnik auseinandersetzt. Von der Grundlagenforschung bis zur industriellen Anwendung deckt das IFUM ein breites Spektrum ab und trägt maßgeblich zur Weiterentwicklung dieses wichtigen Produktionsbereichs bei. In diesem Artikel wollen wir die Schwerpunkte, Forschungsschwerpunkte und die Bedeutung des IFUM für die Industrie näher beleuchten.
Forschungsschwerpunkte und Kompetenzfelder
Grundlagenforschung in der Umformtechnik
Ein Kernbereich des IFUM ist die Grundlagenforschung. Hier werden die physikalischen und metallurgischen Prozesse, die während des Umformens ablaufen, detailliert untersucht. Ziel ist es, ein tieferes Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Werkstoff, Prozessparametern und Bauteileigenschaften zu gewinnen. Dies beinhaltet die Entwicklung und Anwendung hochmoderner Simulationsmethoden, um das Umformverhalten von Materialien vorherzusagen und zu optimieren.
Beispielsweise werden Finite-Elemente-Methoden (FEM) eingesetzt, um die Spannungs- und Dehnungsverteilung während des Tiefziehens, des Walzens oder des Schmiedens zu simulieren. Diese Simulationen helfen, Prozessparameter wie Werkzeuggeometrie, Umformgeschwindigkeit und Temperatur zu optimieren, um Fehler zu vermeiden und die Bauteilqualität zu verbessern. Ein konkretes Beispiel hierfür ist die Simulation des Tiefziehens von hochfesten Stählen für den Automobilbau, um die Entstehung von Falten und Rissen zu verhindern.
Entwicklung innovativer Umformverfahren
Neben der Grundlagenforschung liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Entwicklung innovativer Umformverfahren. Hier geht es darum, neue Technologien zu entwickeln, die es ermöglichen, komplexere Bauteile mit höherer Präzision und geringerem Materialeinsatz herzustellen. Dies beinhaltet die Entwicklung von neuen Werkzeugkonzepten, die Anwendung neuer Materialien und die Integration von neuen Technologien wie z.B. der additiven Fertigung.
Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung des inkrementellen Blechumformens. Bei diesem Verfahren wird das Blech nicht in einem einzigen Schritt umgeformt, sondern in vielen kleinen Schritten, wodurch auch komplexe Geometrien realisiert werden können. Ein weiteres Beispiel ist die Entwicklung von Warmumformverfahren für hochfeste Stähle. Hier wird das Material vor dem Umformen erwärmt, wodurch es sich leichter verformen lässt und höhere Umformgrade erreicht werden können.
Werkzeugtechnik und Werkzeugmaschinen
Die Werkzeugtechnik und der Werkzeugmaschinenbau sind untrennbar mit der Umformtechnik verbunden. Das IFUM forscht daher auch intensiv an der Optimierung von Werkzeugen und Werkzeugmaschinen. Ziel ist es, Werkzeuge zu entwickeln, die länger halten, präziser arbeiten und schneller gewechselt werden können. Bei den Werkzeugmaschinen geht es darum, Maschinen zu entwickeln, die flexibler, energieeffizienter und automatisierter sind.
Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung von intelligenten Werkzeugen, die mit Sensoren ausgestattet sind und den Umformprozess überwachen. Diese Sensoren können beispielsweise die Kraft, die Temperatur und die Dehnung messen und die Daten an ein Steuerungssystem weiterleiten. Dieses Steuerungssystem kann dann die Prozessparameter anpassen, um Fehler zu vermeiden und die Bauteilqualität zu verbessern. Auch die Entwicklung von schnell wechselbaren Werkzeugsystemen ist ein wichtiger Forschungsschwerpunkt. Hier geht es darum, Werkzeuge in kürzester Zeit wechseln zu können, um die Rüstzeiten zu reduzieren und die Produktivität zu erhöhen.
Simulation und Modellierung
Wie bereits erwähnt, spielt die Simulation und Modellierung eine zentrale Rolle in der Umformtechnik. Das IFUM entwickelt und verwendet hochmoderne Simulationsmethoden, um das Umformverhalten von Materialien vorherzusagen und zu optimieren. Dies beinhaltet die Anwendung von Finite-Elemente-Methoden (FEM), die Entwicklung von Materialmodellen und die Validierung der Simulationsergebnisse durch Experimente.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Modellierung von komplexen Werkstoffverhalten, wie z.B. der Anisotropie, der Verfestigung und der Schädigung. Diese Modelle werden in die Simulationssoftware integriert, um das Umformverhalten von Materialien realitätsnah abzubilden. Die Simulationsergebnisse werden dann mit experimentellen Daten verglichen, um die Genauigkeit der Modelle zu überprüfen und zu verbessern. Ein Beispiel hierfür ist die Simulation des Walzens von Aluminiumlegierungen, bei dem die Anisotropie des Materials berücksichtigt werden muss, um die richtige Kornstruktur zu erzielen.
Reale Welt Beispiele und Daten
Die Forschungsergebnisse des IFUM finden in zahlreichen industriellen Anwendungen ihren Einsatz. So werden beispielsweise die entwickelten Simulationsmethoden von Automobilherstellern eingesetzt, um die Leichtbauweise von Fahrzeugen zu optimieren. Durch die Simulation können die optimalen Umformprozesse für hochfeste Stähle und Aluminiumlegierungen ermittelt werden, um Gewicht zu sparen und die Sicherheit zu erhöhen.
Auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie werden die Forschungsergebnisse des IFUM genutzt. Hier werden beispielsweise die entwickelten Warmumformverfahren eingesetzt, um komplexe Bauteile aus Titanlegierungen herzustellen. Diese Bauteile müssen höchsten Anforderungen an die Festigkeit und die Lebensdauer genügen. Ein konkretes Beispiel hierfür ist die Herstellung von Flugzeugtriebwerksschaufeln, die durch Warmumformen in ihre endgültige Form gebracht werden.
Zudem arbeitet das IFUM eng mit Werkzeugmaschinenherstellern zusammen, um die Leistungsfähigkeit und die Effizienz von Umformmaschinen zu verbessern. So werden beispielsweise neue Steuerungssysteme entwickelt, die den Umformprozess automatisch optimieren und die Ausschussrate reduzieren. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung eines adaptiven Steuerungssystems für eine Schmiedepresse, das die Kraft und die Geschwindigkeit der Presse an die Eigenschaften des Materials anpasst.
Daten zeigen, dass Unternehmen, die auf die Expertise des IFUM zurückgreifen, ihre Produktionskosten senken, die Qualität ihrer Produkte verbessern und ihre Innovationskraft steigern können. Studien haben gezeigt, dass die Anwendung von Simulationsmethoden in der Umformtechnik zu einer Reduzierung der Entwicklungszeiten um bis zu 30% und einer Senkung der Materialkosten um bis zu 15% führen kann. Dies unterstreicht die wirtschaftliche Bedeutung der Forschung des IFUM.
Die Bedeutung für die Industrie
Das IFUM spielt eine zentrale Rolle für die deutsche Industrie, insbesondere für den Automobilbau, die Luft- und Raumfahrtindustrie und den Maschinenbau. Durch seine Forschung und Entwicklung trägt das Institut maßgeblich dazu bei, dass die deutsche Industrie im Bereich der Umformtechnik weltweit führend ist. Die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen ermöglicht einen direkten Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis und sorgt für eine ständige Weiterentwicklung der Umformtechnik.
Darüber hinaus ist das IFUM ein wichtiger Ausbilder für Nachwuchskräfte im Bereich der Umformtechnik. Studierende und Doktoranden haben die Möglichkeit, an innovativen Forschungsprojekten mitzuarbeiten und sich so fundiertes Wissen und praktische Fähigkeiten anzueignen. Dies sichert den zukünftigen Fachkräftebedarf der Industrie und trägt dazu bei, dass Deutschland auch in Zukunft im Bereich der Umformtechnik wettbewerbsfähig bleibt.
Schlussfolgerung und Aufruf zum Handeln
Das Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) an der Leibniz Universität Hannover ist eine wichtige Institution für die deutsche Industrie. Durch seine Forschung, Entwicklung und Ausbildung trägt das IFUM maßgeblich dazu bei, dass Deutschland im Bereich der Umformtechnik weltweit führend ist. Die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen und die praxisorientierte Ausbildung von Nachwuchskräften sichern die Zukunft der Umformtechnik in Deutschland.
Unternehmen, die ihre Wettbewerbsfähigkeit im Bereich der Umformtechnik steigern wollen, sollten die Expertise des IFUM nutzen und sich an Forschungsprojekten beteiligen. Studierende und Doktoranden, die sich für die Umformtechnik interessieren, sollten die Möglichkeiten nutzen, am IFUM zu studieren und zu forschen. Gemeinsam können wir die Zukunft der Umformtechnik gestalten und die deutsche Industrie stärken!
Kontaktieren Sie das IFUM, um mehr über die aktuellen Forschungsprojekte und die Möglichkeiten der Zusammenarbeit zu erfahren. Investieren Sie in die Zukunft der Umformtechnik und profitieren Sie von den innovativen Lösungen des IFUM.
