Geometrisch und stofflich optimierte Leichtbaumutter

Fertigungstechnik
Produktentwicklung

Durch die stärkere Forderung nach mehr Material- und Energieeffizienz, ist auch im Leichtbau bei der Firma HEWI G. Winker GmbH & Co. KG der Drang nach Veränderung gestiegen. In ihrer Produktion sollen in Zukunft Teilvolumina, die nicht unmittelbar zur Tragfähigkeit beitragen, definiert reduziert werden.

Konkret ging es zunächst um die Produktion einer Leichtbaumutter mit verringertem Volumen. Dabei muss für eine erfolgreiche Umsetzung beachtet werden, dass die Herstellung mit herkömmlichen Werkzeugen kompatibel ist, den Fertigungstoleranzen einer Großserienfertigung entspricht und auch eine deutliche Reduzierung der Masse aufweist. Der erste Schritt für die Entwicklung der neuen Mutter bestand darin, eine Analyse der strukturmechanischen Eigenschaften der Mutter durchzuführen, um anschließend nicht zur unmittelbaren Tragfähigkeit beitragende Elemente zu erkennen und zu reduzieren. Durch den Einsatz mikrolegierter, bainitischer Stahlwerkstoffe konnte auf eine Glühbehandlung für umformbare Gefügestrukturen verzichtet werden, wodurch der Bearbeitungsaufwand reduziert wird. Außerdem wurde zur Herstellung der Mutter auf das Fertigungsverfahren Kaltumformung gesetzt, um die Produktion von Halbzeugen mit komplexer Gestalt zu ermöglichen.

Durch das neue Verfahren und die Umgestaltung der Mutter konnte die Masse einer Mutter von 60g auf 47g reduziert werden. Bei einem Bedarf an jährlich 20 Mio. Teilen konnte somit der Werkstoffeinsatz um 260t Stahl reduziert werden, was etwa 20 % entspricht. Durch den Wegfall des Wärmebehandlungsprozesses der Materialien konnten außerdem ca. 387 t CO2-Emissionen eingespart werden.

    Quelle(n):

  • Schmidt, M.; Spieth, H.; Bauer, J.und Haubach, C., Hg. (2017): 100 Betriebe für Ressourceneffizienz - Band 1 - Praxisbeispiele aus der produzierenden Wirtschaft. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, ISBN 978-3-662-53366-6, S. 138 ff.

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