Lassen sich leichte und harte Nockenwellen aus Sintermetall fertigen?

Lassen sich leichte und harte Nockenwellen aus Sintermetall fertigen?

Die Werkstoffausnutzung bei den gängigen Fertigungsmethoden für Nockenwellen ist gering. Im Projekt OST (oberflächenverdichtete Sintermetall-Teile) arbeitet ein Forscherteam an der Technischen Hochschule Mittelhessen THM daran, Nockenwellen künftig aus Sintermetallen herstellen zu können und so die Werkstoffausnutzung deutlich zu verbessern.

Das Bauteil würde damit zudem leichter, robuster und zugleich einfacher zu fertigen, was deutliche Effekte auf Produktions-, Betriebs- und Umweltkosten haben könnte. Weitere Projektpartner sind die Justus-Liebig-Universität sowie aus der Industrie die Unternehmen Schunk und S&W Feinmechanik.

Bild oben: Die Berechnungen wurden in einem vierachsigen CNC-Drehzentrum im Labor für Produktion der THM in Friedberg getestet (Quelle: THM)

Die Herausforderung: Sintermetalle sind porös, müssen deshalb durch Walzen am Rand verdichtet werden. Die Geometrie von Nocken erlaubt aber kein einfaches, symmetrisches Walzen. Jan Tinz erstellte deshalb Berechnungen, um die Spindelrotation eines Werkzeugs mit dem Vorschub zu synchronisieren. Seine Programmierung nach DIN/ISO-Norm erlaubt das Berechnen in gängigen Tabellen-Kalkulationsprogrammen. Der Vorgang ist damit herstellerunabhängig auf marktübliche Werkzeugmaschinen übertragbar.

„Nun sollen über Messungen von Druckeigenspannungen an der JLU Aussagen zu der Lebensdauer belasteter Funktionsflächen getroffen werden. In Zusammenarbeit mit S&W Feinmechanik untersuchen wir zudem ein schnelleres und zugleich winkelabhängiges Spannen der Werkstücke, um die bisherige Prototypenfertigung rasch zu einer Serienanwendung zu entwickeln“
Jan Tinz, wissenschaftlicher Mitarbeiter von Prof. Dr. Udo Fiedler vom Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen und Erstautor einer von der Fachgesellschaft DAAAM International Vienna prämierten Präsentation zum Forschungsprojekt.

Wie belastbar ist das Werkstück? Wie praxisnah der Vorgang? Bleibt die gewalzte Oberfläche stabil oder kommt es etwa zu Abplatzungen? Diese Fragen versucht das Team nun an einem Prototypen zu beantworten.


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Quelle und weitere Infos: THM

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