Intelligente Werkzeugtechnik- Harmonisieren der Temperatureinflüsse

Der Schlüssel zu Produktivität und Qualität in zahlreichen abformenden Prozessen ist eine optimale Temperierung, die bedingt, dass die Kühl- und Heißkanäle der Oberfläche angepasst sind. Eine Hauptrolle um Durchlaufzeiten und Werkzeugkosten zu senken und die Qualität zu steigern spielt die wirtschaftliche Erwärmung und Kühlung der Teile. Konventionelle Arten der Temperierung können diesen Anforderungen nicht gerecht werden. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit zwei neuen Prozesskombinationen: a) Intelligente Werkzeugtechnik mit erfolgreicher industrieller Anwendung, hauptsächlich für Spritz- und Druckgusswerkzeuge. b) Neue Prozessketten für Formen mit geöffnetem Formstück oder RTM (englisch: Resin Transfer Moulding) mit Verwendung der inkrementellen Blechumformung

Simulationsgestütztes Design eines Spritzgieß-Werkzeugeinsatzes mit kontur-angepasster Kühlung

Moderne generische Fertigungsverfahren für innengekühlte Werkzeuge bieten nahezu beliebige Freiheitsgrade zur Gestaltung konturnaher Kühlkanäle. Daraus resultiert ein erhöhter Anspruch an das Werkzeugengineering und die Optimierung der Kühlleistung. Geeignete Simulationsverfahren (wie z.B. Computational Fluid Dynamics - CFD) unterstützen die optimierte Werkzeugauslegung in idealer Weise. Mit der Erstellung virtueller Teststände können Varianten effizient und kostengünstig verglichen und die Kosten für Prototypen und Nacharbeiten reduziert werden. Im Computermodell des Werkzeugs erlauben Soft-Sensoren an beliebiger Position die Überwachung temperatur-kritischer Stellen sowohl im Fluid- als auch im Solidbereich. Der hier durchgeführte Benchmark vergleicht die Performance eines optimierten Werkzeugeinsatzes mit einer konventionellen Kühlung. Die im virtuellen Prozess vorhergesagte Zykluszeitreduzierung steht in guter Übereinstimmung mit realen Experimenten an den ausgeführten Werkzeugen.

Intelligente Werkzeugtechnik - Harmonisieren der Temperatureinflüsse

Der Schlüssel zu Produktivität und Qualität in zahlreichen abformenden Prozessen ist eine optimale Temperierung, die bedingt, dass die Kühl- und Heißkanäle der Oberfläche angepasst sind. Eine Hauptrolle um Durchlaufzeiten und Werkzeugkosten zu senken und die Qualität zu steigern spielt die wirtschaftliche Erwärmung und Kühlung der Teile. Konventionelle Arten der Temperierung können diesen Anforderungen nicht gerecht werden. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit zwei neuen Prozesskombinationen: a) Intelligente Werkzeugtechnik mit erfolgreicher industrieller Anwendung, hauptsächlich für Spritz- und Druckgusswerkzeuge. b) Neue Prozessketten für Formen mit geöffnetem Formstück oder RTM (englisch: Resin Transfer Moulding) mit Verwendung der inkrementellen Blechumformung.

Das prognosebasierte Reservierungsverfahren - ein Ansatz zur Reduzierung der mittleren Fahrzeit in einer Regalfläche

Die neu entwickelte Belegungsstrategie basiert auf prognostizierten Verweildauern (VWD) und Zwischenankunftszeiten der Ladeeinheiten (LE) des Sortiments. Für jede Ladeeinheit, die im Lager ankommt wird berechnet, wie viele Ladeeinheiten während der Verweildauer dieser aktuellen Ladeeinheit voraussichtlich ankommen und das Lager auch in diesem VWD-Zeitraum wieder verlassen. In Abhängigkeit der aktuellen Lagerbelegung werden für die in dem Zeitraum ankommenden Ladeeinheiten Lagerfächer reserviert und erst anschließend die eingehende Ladeeinheit in das fahrzeitgünstigste, freie und nicht reservierte Lagerfach eingelagert. Eine zusätzliche Berücksichtigung des Energiebedarfes für die Ein- und Auslagerung ist möglich. Das prognosebasierte Reservierungsverfahren wurde neben den gängigen Belegungsstrategien in einem parametrisierbaren Simulationsmodell umgesetzt. Die Belegungsstrategien wurden anhand verschiedener Szenarien getestet und verglichen. Ein zusätzlich entwickelter Benchmark gibt Auskunft über die Qualität der Simulationsergebnisse.

Einsatz faser- bzw. textilverstärkter Verbundwerkstoffe

Die hohen Leistungsansprüche an moderne Lagersysteme führen zu immer kürzeren Taktzeiten beim Warenumschlag, die auch von Regalbediengeräten (RBG) realisiert werden müssen. Um trotz der kurzen Umschlagzeiten eine schnelle und sichere Gutübergabe zu gewährleisten, muss innerhalb der Ausschwingzeit die Amplitude der Schwingungen des Lastaufnahmemittels vor dem Ein- beziehungsweise Auslagerungsvorgang weitgehend abgeklungen sein. Diese Wartezeiten beeinflussen die Taktzeit und damit die Umschlagleistung des RBG negativ. Ein möglicher Ansatz, die Ausschwingzeiten zu verkürzen, ist der Einsatz hochdämpfender Materialien, wie etwa Verbundwerkstoffe. Durch die erreichte Reduzierung der Schwingungsamplituden bei gleichzeitiger Erhöhung des Leichtbaugrades ist eine deutliche Effizienzsteigerung von RBG zu erwarten.