KMU-innovativ Entwicklung eines Minimalmengenschmierstoffsystems für eine energie- und ressourceneffiziente Umformung von rotationssymmetrischen, dünnwandigen Behältern (Min4Thin)

Motivation
Dünnwandige Metallbehälter, wie sie bspw. bei Getränkedosen, Batteriehülsen etc., vorkommen, werden in sehr hohen Stückzahlen hergestellt. Bei der Herstellung wird ein zylindrischer Rohling aus einem weichen Umformwerkstoff, meist Aluminium, unter Einfluss eines Stempels innerhalb eines formgebenden Werkzeugs allein durch hohen Druck in die gewünschte Behälterform umgeformt. Als Trenn- und Gleitschicht zur Reduktion von Reibung zwischen Umformwerkstoff und Werkzeug sind dabei Schmierstoffe unverzichtbar. Diese werden derzeit undefiniert in Trommeln auf die Rohlinge aufgebracht. Bereits geringe Verbesserungen hinsichtlich des Einsatzes der Schmierstoffe können signifikante Energie- und Ressourceneinsparungen bewirken. Auch müssen angesichts zunehmender Umweltauflagen Alternativen zu den gebräuchlichen, teilweise gesundheitsgefährdenden Schmierstoffen gefunden werden.

Ziele und Vorgehen
Das Ziel des KMU-innovativ Projekts Min4Thin ist die Entwicklung eines optimierten technologischen Verfahrens, das durch eine Modifikation der Produktionsanlage des Sprühsystems und Neuentwicklung eines biobasierten Schmierstoffs umgesetzt wird. Dafür müssen die komplexen Kausalzusammenhänge zwischen Prozesseinflüssen wie Schmierstoffart, -menge, -verteilung und Prozessgrenzen für die Minimalmengenschmierung bei der Umformung untersucht werden. Hierzu soll ein Laborumformprozess anhand eines Demonstrators konzipiert werden, um Sprühanlage und Schmierstoff systematisch unter realen Prozessbedingungen zu erproben, zu Prototypen weiterzuentwickeln und Verfahrensgrenzen des Systems zu ermitteln.

Innovationen und Perspektiven
Die angestrebte Gesamtlösung birgt erhebliches Potenzial zur Einsparung von Ressourcen und CO2-Emissionen. Die gezielte Applikation von Schmiermitteln könnte auch höhere Umformgrade ermöglichen. In Verbindung mit der Reduktion notwendiger Umformoperationen trägt dies zudem zur Entlastung der Umwelt bei. Nicht zuletzt könnte der aufwändige Umgang mit lösungsmittelhaltigen Schmierstoffen entfallen.

• HPM Technologie GmbH
• Universität Stuttgart