WEMA und Fraunhofer IWU kooperieren für die Zukunft der Wasserstoffwirtschaft

Die Aufgabe: Fertigungstechnik von Profilwalzen

Für deren hoch­ra­te­fä­hige Pro­duk­tion durch Hohl­walz­prä­gen wer­den hoch­ge­naue Pro­fil­walz­werk­zeuge benö­tigt. Ziel des For­schungs­pro­jek­tes ist die Ent­wick­lung und Rea­li­sie­rung von Pro­duk­ti­ons­pro­zes­sen (Maschine, Werk­zeuge, Sys­teme) und Bear­bei­tungs­tech­no­lo­gien zur Her­stel­lung die­ser Werk­zeuge unter Anwen­dung inno­va­ti­ver Ver­fah­rens­kom­bi­na­tio­nen von Zer­spa­nen (Frä­sen, Schlei­fen, Polie­ren) und Laserabtragen.

Neben der pro­duk­ti­ven und kos­ten­güns­ti­gen Werk­zeug­fer­ti­gung ist die Sicher­stel­lung höchs­ter Qua­li­täts­an­for­de­run­gen bzgl. Form und Rau­heit zu rea­li­sie­ren. Das erfor­dert eine repro­du­zier­bare Werk­stück­auf­span­nung. Dafür und für die mehr­stu­fige und adap­tive Pro­zess­füh­rung bedarf es pro­zess­na­her qua­li­fi­zier­ter Mess­tech­nik und ‑tech­no­lo­gien.

Wei­tere Pro­jekt­ziele sind die Kon­zep­tion einer kom­bi­nier­ten Maschine für die Zer­spa­nung und das Laser­ab­tra­gen sowie eine durch­gän­gige Digi­ta­li­sie­rung des Her­stell­pro­zes­ses und des Bau­teils genauso wie die Betrach­tung der Über­trag­bar­keit der Tech­no­lo­gien auf wei­tere Anwendungen.

Die Herausforderung: Hohlprägewerkzeuge

Die Umset­zung der ambi­tio­nier­ten Ener­gie- und Kli­ma­po­li­tik bedingt einen umfang­rei­chen Wan­del unse­rer Ener­gie­sys­teme und Res­sour­cen­nut­zung. Dabei spielt Was­ser­stoff und des­sen effi­zi­ente Her­stel­lung durch Elek­tro­ly­seure sowie Nut­zung durch Brenn­stoff­zel­len eine große Rolle. Kern­bau­teil bei­der Sys­teme ist die Bipo­lar­platte, deren Her­stel­lung zeit- und kos­ten­in­ten­siv ist. Hier besteht ein signi­fi­kante Ein­spa­rungs­po­ten­zial durch hoch­ra­te­fä­hige Pro­duk­ti­ons­pro­zesse, für die die Ent­wick­lung von Fer­ti­gungs­tech­nik und –tech­no­lo­gien sowie der Auf­bau ent­spre­chen­der Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tä­ten erfor­der­lich ist.

Ziel des Pro­jekt­vor­ha­bens ist zum einen die Pro­zess­ent­wick­lung zur wirt­schaft­li­chen Her­stel­lung von hoch­prä­zi­sen Umform­werk­zeu­gen für Bipo­lar­plat­ten durch die Kom­bi­na­tion von inno­va­ti­ven Zer­spa­nungs- und Laser­ab­trags­pro­zes­sen in opti­mier­ten Pro­zess­ket­ten Ziel ist zum ande­ren die gleich­zei­tige Betrach­tung der Umform­pro­zesse durch Vali­die­rungs­ver­su­che und direkt dar­aus resul­tie­ren­der Anfor­de­run­gen für die Werk­zeug­fer­ti­gung (z.B. Qua­li­täts­merk­male für Form und Rau­heit, Materialhärte).

Ergeb­nis ist eine Gesamt­pro­zess­be­trach­tung für die Her­stel­lung von Umform­werk­zeu­gen auf Basis der Rand­be­din­gun­gen der Werk­zeug­fer­ti­gung (z.B. Ver­fah­rens­gren­zen, Pro­duk­ti­vi­tät, Kos­ten) und gleich­zei­ti­ger Detail­ie­rung und Spe­zi­fi­zie­rung der Umform­werk­zeuge und –ver­fah­ren durch Validierungsprozesse

Diese Metho­dik ermög­licht die robuste und pro­duk­tive Her­stel­lung von Bipo­lar­plat­ten für Sys­teme der Ener­gie­tech­nik. Eine Über­trag­bar­keit auf wei­tere Anwen­dun­gen aus der Anla­gen- und Medi­zin­tech­nik ist gegeben.