„Mit dieser Auszeichnung wollen wir gezielt die wissenschaftlichen Mitarbeiter der beteiligten Forschungseinrichtungen würdigen, die solche Projekte während der in der Regel zwei- bis dreijährigen Laufzeit bearbeiten und dabei herausragende Leistungen zeigen“, erläutert Broos die Motivation für den undotierten, ideellen Preis.

Projekt des Jahres 2024: Rüstzeitminimierung an Schmiedehämmern

Für das Projekt „Rüstzeitminimierung an Schmiedehämmern mittels sensitivem Gesenkspannsystem (sGs)“ wurden Martin Wagner, Nico Wagner und Dr. Robert Tehel vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz ausgezeichnet. Ziel war es, den Werkzeugwechsel an Schmiedehämmern effizienter, sicherer und reproduzierbarer zu gestalten.

Dazu wurde ein Messsystem entwickelt, mit dem sich die Spannsituation im Prozess erstmals sowohl qualitativ als auch quantitativ erfassen lässt. Auf Basis dieser Daten entstanden FEM-Simulationen, die neue Einblicke in die Spannverhältnisse ermöglichten. Daraus wurde ein neuartiges Spannsystem abgeleitet, das den extremen dynamischen und thermischen Belastungen im Schmiedeprozess standhält.

Die Vorteile: kürzere Rüstzeiten durch weniger Nachjustierungen, erhöhte Prozesssicherheit durch reproduzierbare Vorspannung und gesteigerte Arbeitssicherheit, da unkontrollierte Hammerschläge beim Keileinschlagen vermieden werden. Zusätzlich eröffnet das Konzept neue Potenziale für Automatisierung und Kostensenkung.

„Mit dem neu entwickelten Mess- und Spannkonzept können Unternehmen ihre Schmiedeprozesse sicherer, effizienter und wirtschaftlicher gestalten. Die gewonnenen Daten liefern erstmals detaillierte Einblicke in die tatsächlichen Spannverhältnisse und eröffnen neue Möglichkeiten zur Automatisierung“, erklärt Martin Wagner.

Industriepartner war Sebastian Frank, Entwicklungsleiter bei der Lasco Umformtechnik GmbH, Coburg:
„Die Werkzeugbefestigung an Schmiedehämmern ist seit Anbeginn des Schmiedens im Wesentlichen unverändert. Daher war es überfällig zu untersuchen, ob mit neuen technologischen Mitteln Erkenntnisse gewonnen werden können, die zu umsetzbaren Ergebnissen entwickelt werden können, damit das hocheffiziente Aggregat Schmiedehammer auch weiterhin den stetig wachsenden Kundenanforderungen genügt.“
Frank freut sich, dass mit großem Praxisbezug eine Grundlage für die Entwicklung künftiger Systeme gelegt wurde.

Projekt des Jahres 2023: Dimensionierung von Schutzeinrichtungen für Schleifmaschinen

Das zweite ausgezeichnete Projekt stammt von Simon Thom am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin. Es beschäftigt sich mit der „Dimensionierung von trennenden Schutzeinrichtungen für ortsfeste Schleifmaschinen“.

Ziel war, Schutzumhausungen so auslegen zu können, dass Bedienpersonal und Maschinen zuverlässig geschützt werden, ohne unnötig überdimensioniert zu sein. Bisher übliche Berstversuche waren realitätsnah, aber weder reproduzierbar noch wirtschaftlich.

Die Berliner Forscher kombinierten translatorische Aufprallprüfungen mit Finite-Elemente-Simulationen. Daraus entstand ein Regressionsmodell, das den Zusammenhang zwischen Schleifscheibenparametern und erforderlicher Wandstärke beschreibt. So konnten erstmals fundierte und gleichzeitig ressourcenschonende Vorgaben für die Konstruktion von Schutzeinrichtungen entwickelt werden.

Die Ergebnisse flossen bereits in die internationale Norm ISO 16089 ein, was Herstellern die CE-Kennzeichnung erleichtert, Zulassungsprozesse verkürzt und die Arbeitssicherheit erhöht.

„Das Projekt steht beispielhaft für die ausdauernde und zielgerichtete wissenschaftliche Arbeit am IWF. In enger Kooperation mit den Werkzeugmaschinenherstellern im VDW und der Berufsgenossenschaft BGHM haben wir angewandte Forschung betrieben, die direkt der Praxis zugutekommt“, betont Simon Thom.

Auch Christian Adler, Berufsgenossenschaft Holz und Metall sowie Vorsitzender der zuständigen Normungsgruppe, lobt die Arbeit:
„Als Berufsgenossenschaft ist es unser Anliegen, dass Arbeitsschutzvorgaben nicht nur eingehalten, sondern auch breit akzeptiert werden. Eine fundierte wissenschaftliche Basis ist dafür unverzichtbar. In diesem Zusammenhang hat Herr Thom mit seinem herausragenden Projekt einen bedeutenden Beitrag zur Weiterentwicklung der Dimensionierungsvorgaben für trennende Schutzeinrichtungen geleistet.“

Beide Projekte wurden durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Förderprogramms „Industrielle Gemeinschaftsforschung“ unterstützt.

VDW-Forschungsinstitut: Vorreiter für industrielle Gemeinschaftsforschung

Das VDW-Forschungsinstitut bündelt den Bedarf von Mitgliedsfirmen des VDW und weiterer Unternehmen, wenn Werkzeugmaschinen- und Fertigungstechnologiefragen beantwortet werden müssen.

Im Fokus steht die vorwettbewerbliche industrielle Gemeinschaftsforschung, für die Fördermittel im gleichnamigen IGF-Programm beim Bundesministerium für Wirtschaft und Energie eingeworben werden. Zusätzlich fördert das Institut zahlreiche Projekte mit Eigenmitteln.

Zu den Aktivitäten gehören acht themenbezogene Arbeitskreise, die Aspekte von Prozesstechnologie, Maschinenentwicklung und Sicherheits- oder Steuerungsthemen behandeln. So entstehen Netzwerke von Unternehmen, die miteinander im Wettbewerb stehen, sich aber gegenseitig ergänzen und neue Themenfelder erschließen.

Die gemeinsame Arbeit stärkt die Branche und den deutschen Mittelstand in der Metallverarbeitung insgesamt.

Quelle: Emelie Melchert / Dr. Alexander Broos, VDW