Produktion von Automobilkarosserien

Fahrzeuge und Verkehr
Herstellung

Das Presswerk hat mit der Produktion von Umformteilen eine Schlüsselrolle innerhalb der Prozesskette zur Herstellung einer PKW-Karosserie inne. Hier muss der Einsatz der Ressource Blech optimiert werden, etwa durch Einsparungen in der Blechdicke, der Reduzierung der Ausfallmenge durch eine fortlaufende Prozessüberwachung und -regelung oder weniger Einsatzgewicht durch eine minimierte Ankonstruktion. Bauteil- als auch Fertigungskonzepte kamen auf den Prüfstand. Die Substitution energieintensiver Fügevorgänge durch einen kombinierten Umform- und Fügevorgang in der Presse wurde ebenfalls untersucht. In der komplexen Produktion kommen übergeordnete Aspekte zur Geltung, wie etwa die Steigerung der Prozessstabilität durch Prozessüberwachung und Prozessregelung. Fehler müssen vermieden, fehlerhafte Teile sicher erkannt und aussortiert werden, bevor sie unbeabsichtigt zur Montage weitergeleitet werden. Das Problem zeigt sich darin, dass in bestehenden Werken die lückenlose Überwachung der Fertigung nicht zu realisieren ist, weil Überwachungskonzepte fehlen, die dies im Takt der Produktion übernehmen. Als Lösung bietet sich die 100-Prozent-In-Line-Überwachung der Produktion an, bei der der Bauteilzustand durch Ermittlung von Werkstoff-Kennwerten in den Werkzeugen oder durch optische Messtechnik überwacht wird. Da die Ergebnisse sofort vorliegen, können vor dem Umformvorgang bereits Abweichungen im Werkstoffverhalten erkannt werden, die ansonsten später Teilefehler bewirken würden. Die optische Messtechnik erkennt typische Umformfehler prozesssicher. Pro Referenzkarosse kann der Primärenergieeinsatz um 36,1 Kilowattstunden gesenkt werden. Darüber hinaus werden 3,8 Kilogramm weniger Stahlblech benötigt. Die Ausschussquote ist durch ein frühzeitiges und gesteuertes Eingreifen bei Schwankungen der Werkstoffparameter um etwa 50 Prozent reduziert. Ein weiterer Ansatz bestand in der Reduzierung erforderlicher Ressourcen durch die Verfahrensintegration von Umform- und Fügeoperationen. Dazu mussten neue Fertigungsstrategien konzipiert werden, wobei eine Reserveradmulde als Strukturbauteil und eine Frontklappe als flächiges Bauteil Demonstrationsobjekte darstellten. Bei der Frontklappe erfolgt die Umformung des Stützund Innenteils aus einer gemeinsamen Platine mit anschließendem Fügevorgang in der Pressenlinie. Bei der Reserveradmulde werden die beiden seitlichen Deckteile erst nach dem Umformprozess in die Pressenlinie eingeschleust und dann gefügt. Das Teilehandling innerhalb der niedrigen Taktzeit war dabei maßgebend. Diese Prozessänderung spart pro Referenzkarosse 47,7 Kilowattstunden Energie und fünf Kilogramm Stahlblech. Das Presswerk hat mit der Produktion von Umformteilen eine Schlüsselrolle innerhalb der Prozesskette zur Herstellung einer PKW-Karosserie inne. Hier muss der Einsatz der Ressource Blech optimiert werden, etwa durch Einsparungen in der Blechdicke, der Reduzierung der Ausfallmenge durch eine fortlaufende Prozessüberwachung und -regelung oder weniger Einsatzgewicht durch eine minimierte Ankonstruktion. Bauteil- als auch Fertigungskonzepte kamen auf den Prüfstand. Die Substitution energieintensiver Fügevorgänge durch einen kombinierten Umform- und Fügevorgang in der Presse wurde ebenfalls untersucht. In der komplexen Produktion kommen übergeordnete Aspekte zur Geltung, wie etwa die Steigerung der Prozessstabilität durch Prozessüberwachung und Prozessregelung. Fehler müssen vermieden, fehlerhafte Teile sicher erkannt und aussortiert werden, bevor sie unbeabsichtigt zur Montage weitergeleitet werden. Das Problem zeigt sich darin, dass in bestehenden Werken die lückenlose Überwachung der Fertigung nicht zu realisieren ist, weil Überwachungskonzepte fehlen, die dies im Takt der Produktion übernehmen. Als Lösung bietet sich die 100-Prozent-In-Line-Überwachung der Produktion an, bei der der Bauteilzustand durch Ermittlung von Werkstoff-Kennwerten in den Werkzeugen oder durch optische Messtechnik überwacht wird. Da die Ergebnisse sofort vorliegen, können vor dem Umformvorgang bereits Abweichungen im Werkstoffverhalten erkannt werden, die ansonsten später Teilefehler bewirken würden. Die optische Messtechnik erkennt typische Umformfehler prozesssicher. Pro Referenzkarosse kann der Primärenergieeinsatz um 36,1 Kilowattstunden gesenkt werden. Darüber hinaus werden 3,8 Kilogramm weniger Stahlblech benötigt. Die Ausschussquote ist durch ein frühzeitiges und gesteuertes Eingreifen bei Schwankungen der Werkstoffparameter um etwa 50 Prozent reduziert. Ein weiterer Ansatz bestand in der Reduzierung erforderlicher Ressourcen durch die Verfahrensintegration von Umform- und Fügeoperationen. Dazu mussten neue Fertigungsstrategien konzipiert werden, wobei eine Reserveradmulde als Strukturbauteil und eine Frontklappe als flächiges Bauteil Demonstrationsobjekte darstellten. Bei der Frontklappe erfolgt die Umformung des Stütz- und Innenteils aus einer gemeinsamen Platine mit anschließendem Fügevorgang in der Pressenlinie.

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