Flittergrat vermeiden: Wie sich Schmiedewerkzeuge abdichten lassen

• Wie lässt sich der störende Flittergrat beim Präzisionsschmieden von Aluminium vermeiden? Wissenschaftler aus Niedersachsen und ein Schmiedeunternehmen aus Nordrhein-Westfalen wollen das herausfinden.
• In einem gemeinsamen Forschungsprojekt untersuchen sie, welche Prozessparameter den Flittergrat beeinflussen – und wie sich Schmiedewerkzeuge so abdichten lassen, dass der schmale Grat keine Chance hat.

Während das Gratlosschmieden von Stahlbauteilen schon sehr gut erforscht ist und auch in der Praxis wirtschaftlich funktioniert, stößt das Gratlosschmieden von Aluminium derzeit noch an Grenzen. Denn beim Schmieden von Aluminiumbauteilen entsteht neben der gewünschten Form manchmal noch ein unerwünschter, meist sehr dünner Rand, der sogenannte Flittergrat. Er entsteht, wenn das Aluminium in Spalte im Werkzeug fließt. Um ihn zu entfernen, muss das Bauteil anschließend spanend nachbearbeitet werden – und das ist recht aufwendig, da dieses Phänomen nicht gleichmäßig entsteht. Ein Schmiedeunternehmen aus dem nordrhein-westfälischen Meinerzhagen, die Otto Fuchs KG, hat deshalb dem Flittergrat den Kampf angesagt – gemeinsam mit Wissenschaftlern des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH.

Flittergrat: Demonstrator-Prozess mit vier unterschiedlichen Fällen

Im Forschungsprojekt „FlidiAl“ will das IPH zunächst die Werkzeugbeanspruchung im Schmiedeprozess ermitteln und einen Demonstrator-Prozess entwickeln, um vier unterschiedliche Flittergratfälle an verschiedenen Positionen im Werkzeug zu untersuchen. Anschließend überprüfen die IPH-Wissenschaftler an den Umformpressen von Otto Fuchs zwei komplexe Bauteile aus der Praxis und analysieren dort ebenfalls die Flittergratbildung und die Anwendbarkeit unterschiedlicher Dichtungskonzepte.

Mit den Erkenntnissen, die im Projekt erarbeitet werden, entwickeln die Wissenschaftler anschließend ein industriell anwendbares Prognosemodell, das zukünftig bei der Prävention der unliebsamen Erscheinung unterstützen soll. „Mit dem Modell können Unternehmen künftig vorhersagen, an welcher Stelle eines Bauteils Flittergrat entstehen wird und mit welchem Dichtungskonzept dieser eingeschränkt werden kann“, erklärt Alexander Martini vom IPH, der das Projekt „FlidiAl“ leitet.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, das Gratlosschmieden von Aluminium für die Industrie wirtschaftlicher zu gestalten. Schmiedeunternehmen, etwa die Zulieferer der Automobil- und Luftfahrtindustrie, können damit nicht nur Material und Energie sparen, sondern auch die Produktionszeit deutlich verkürzen, weil die spanende Nachbearbeitung entfällt. All das spart letztlich Kosten und sichert den Produktionsstandort Deutschland.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Transferprojekt „FlidiAl – Flittergratvermeidung beim Gratlosschmieden von Aluminium unter Berücksichtigung industrienaher Prozessparameter und Variation von werkzeugintegrierten Dichtungskonzepten“.

Bild oben: Versuchsstand des IPH: Hier führen die Wissenschaftler Zylinder-Stauchversuche durch, um die Entstehung von Flittergrat zu untersuchen. Foto: Ralf Büchler, IPH

Weitere Informationen zum Projekt sind unter flidial.iph-hannover.de zu finden.

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