Im Rahmen eines ZIM-Projekts mit der Uni Kiel haben der Thermodynamik-Spezialist Hotset und der Werkzeugbauer Dornbusch ein innovatives System zur partiellen Temperierung von Werkzeugen für die Blechumformung entwickelt. Es wird derzeit in den Markt eingeführt und ermöglicht Qualitäts- und Prozessoptimierungen bei der Herstellung kaltgeformter Aluminiumblechteile mit komplexen Geometrien.
Qualitätssteigernd, ressourcenschonend und wirtschaftlich – das sind die drei entscheidenden Vorteile der neuen Systemlösung zur partiellen Temperierung von Kaltumformwerkzeugen, die der deutsche Thermodynamik-Spezialist Hotset in enger Zusammenarbeit mit dem Werkzeugbauer Dornbusch entwickelt hat. Die Innovation aus Lüdenscheid und Buchholz erschließt den Blechverarbeitern enormes Potenzial zur Reduzierung der Material- und Stückkosten und ermöglicht es ihnen, die Prozesse in der Kaltumformung effizienter, schlanker und nachhaltiger zu gestalten. Auf Seiten der OEMs dürfte sich durch die damit einhergehende Aussicht auf sinkende Teilepreise neuer Spielraum für weitere Investitionen auftun. Insbesondere bei der Herstellung glatter oder kalottierter Alublech-Formteile mit verdrehten Wölbungen, anspruchsvollen Konturen und engen Radien eröffnet das neue Temperiersystem vielversprechende Perspektiven, sagt Andreas Filler, Leiter Kundenprojekte und Innovationen von Hotset.
Was das konkret bedeutet, ließ sich bereits beim Tiefziehen von Hitzeschutzblechen zeigen, wie sie im Automobilbau, in der Abgastechnik oder in der Luftfahrttechnik benötigt werden. Bis dato ist es eine Herausforderung, diese mitunter geometrisch anspruchsvollen Blechformteile wiederholsicher, makellos und ohne Inkaufnahme erheblicher Ausschussquoten zu fertigen. Allzu oft werfen eine übermäßige Faltenbildung, unakzeptable Ausdünnungen oder gar Risse im Material das fehlerhafte Bauteil aus der Wertschöpfungskette. Mit ihrem neuen Temperiersystem bieten Hotset und Dornbusch nun aber eine Systemlösung an, die es ermöglicht, intelligente Kaltumformwerkzeuge zur fehlerarmen und ressourcenschonenden Serienfertigung von hochwertigen Hitzeschutzblechen aus Aluminium und ähnlichen Dünnblechteilen herzustellen.
Partiell und fokussiert
Die Wirkungsweise und Effizienz der neuen Temperierlösung basieren auf der schnellen, zielgenauen und nur partiellen Erhitzung des Werkzeugs im Moment der Umformung. Es handelt sich um ein in das Tiefziehwerkzeug integriertes System aus dreidimensional beheizten Thermosegmenten, die über ein fein abgestimmtes Regelmodul stufenlos auf Temperaturen von bis zu 400 °C gefahren werden. Die nur teilweise und auf wenige Bereiche oder Punkte fokussierte Temperierung des Werkzeugs führt dann nach Aussage von Sven Braatz, Vertriebsleiter und Prokurist von Hotset, dazu, dass das Blechgefüge während des Tiefziehens genau und nur dortentstresst und erwärmt wird, wo es nötig oder beabsichtigt ist. Das Ergebnis sind Blechformteile mit reduziertem Faltenwurf und geringer Neigung zu Rissen und Ausdünnungen. Dies reduziert die Anzahl der Fehlteile, was wiederrum Ressourcen schont und die Kosten der Materialbeschaffung sinken lässt. Als zusätzlichen Pluspunkt führt Andreas Filler an, dass sich weiteres Einsparpotenzial dadurch ergibt, dass beim Einsatz der partiellen Temperierung unter Umständen nur noch ein oder zwei Werkzeugsätze benötigt werden – statt drei oder mehr.
Flexibilität vereinfacht Nachrüsten
Der Integration der neuen Temperierlösung in das Umformwerkzeug geht eine detaillierte Problemzonenbetrachtung voran. Diese Analyse sowie auch die Auslegung und die Konstruktion des Systems gehören zum Leistungsumfang von Hotset, wobei hier stets auch die Werkzeugbaukompetenzen von Dornbusch miteinfließen. Dabei hat sich schon während der Erprobungsphase gezeigt, dass das neue Temperiersystem sich so flexibel gestalten lässt, dass sich damit im Rahmen von Retrofitting-Projekten sogar ältere Tiefziehwerkzeuge optimieren lassen. Seine optimale Wirkung entfaltet es insbesondere bei Aluminiumblechen mit Dicken zwischen 0,6 mm und 0,8 mm.
Im Bereich der Kunststofftechnik hat Hotset in den letzten Jahren mit verschiedenen Werkzeugbau-Innovationen von sich Rede gemacht, die inzwischen zur Standardausrüstung vieler Spritzgießer gehören. Mit diesen Entwicklungen folgen wir der ganzheitlichen Zielsetzung, unseren Kunden zukunftssichere Systemlösungen bereitzustellen, mit denen sie sowohl die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit ihrer Prozesse verbessern als auch ihren CO2-Fussabdruck reduzieren können, sagt Sven Braatz. Mit der neuen Lösung zur partiellen Temperierung von Werkzeugen der Kaltumformung stellt das Unternehmen sein Knowhow nun erstmals auch in den Dienst der Blechverarbeitung. Dabei präsentiert es in Kooperation mit den erfahrenen Werkzeugbauern von Dornbusch ein System, das die Aspekte Prozessoptimierung, Qualitätsverbesserung und Nachhaltigkeit miteinander in Einklang bringt.Julius Moselweiß
Über die Hotset GmbH
Die Hotset GmbH mit Hauptsitz in Lüdenscheid zählt nach eigenen Angaben international zu den führenden Herstellern von industriellen Heizelementen, Temperatursensoren und Temperaturregeltechnik. Das Unternehmen wurde 1973 gegründet und beschäftigt heute insgesamt 350 Mitarbeitende an den Standorten in Lüdenscheid (Hauptsitz), auf Malta sowie in Georgia (USA), Singapur, Suzhou (China) und Bidadi (Indien). Die Hotset GmbH ist nach DIN EN ISO 9001:2015 zertifiziert. Vor dem Hintergrund seines erfolgreichen Komponentengeschäfts bedient Hotset viele Kunden mit innovativen Produkt- und Systemlösungen rund um die industrielle Beheizungs- und Wärmetechnik. Zu den Hauptabsatzgebieten des Unternehmens gehören hierbei die Kunststoffverarbeitung, der Werkzeugbau, das Gießereiwesen, die Lebensmittel- und Verpackungstechnik sowie die Heißkanaltechnik. Das Leistungsspektrum des Unternehmens erstreckt sich von der Entwicklung über die Produktion bis zum After-Sales-Service. Neben der Fertigung von zahlreichen Standard- und Serienprodukten steht dabei die Realisierung von intelligenten kunden- und anwendungsspezifischen System- und Sonderlösungen im Mittelpunkt. Seit 2020 betreibt Hotset in Lüdenscheid das Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik (SIT).
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Text zum Titelbild: Hotset und Dornbusch haben ein innovatives System zur partiellen Temperierung von Werkzeugen für die Blechumformung entwickelt, das erhebliche Qualitätsverbesserungen bei der Herstellung kaltgeformter Blechteile ermöglicht (Bild: Hotset GmbH)
