Beim Warmschmieden wirken gewaltige Kräfte: Mehrere Meganewton pressen glühende Metallrohlinge in die Gesenke. Dabei verformt sich nicht nur das Bauteil, sondern auch die Maschine selbst. Das führt zu schiefen Werkzeuglagen, ungleichmäßigem Grat und erhöhtem Verschleiß – Probleme, die in der Praxis oft erst am fertigen Teil sichtbar werden. Ein Forschungsteam der BTU Cottbus-Senftenberg hat deshalb Radarsensoren an einer Schraubspindelpresse eingesetzt. Die Sensoren messen Stößelverkippung und Gestelldehnung berührungslos – sogar unter Hitze, Zunder und Vibrationen.
Wenn die Presse selbst nachgibt
In der Umformtechnik steigt der Automatisierungsgrad stetig – gleichzeitig werden Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Schmiedestücke immer wichtiger. Trotzdem wird ein entscheidender Faktor in der Praxis oft unterschätzt: die elastische Verformung der Presse.
Bei energiegebundenen Umformmaschinen wie Schraubspindelpressen fließt ein Teil der Schlagenergie zunächst in das Gestell, den Stößel und die Führungen. Die Wirkflächen von Ober- und Untergesenk verschieben sich gegeneinander, kippen leicht oder verdrehen sich. Hinzu kommen Temperaturunterschiede und Schwingungen im Prozess. Das Ergebnis: Maßabweichungen, Unterfüllungen, ungleichmäßiger Grat – und eine geringere Standzeit der Werkzeuge.
Bislang wurden Pressensteifigkeit und Verformungen vor allem über aufwändige Versuchsreihen, Finite-Elemente-Simulationen oder optische Messsysteme untersucht. Diese sind jedoch im rauen Schmiedebetrieb schwer dauerhaft einsetzbar. Genau hier setzt die Radartechnik an.
Radar als „Hochgeschwindigkeits-Maßband“
Radarsensoren senden elektromagnetische Wellen aus und analysieren das reflektierte Echo. Aus Phasenverschiebung und Laufzeit lassen sich Abstände und ihre Änderungen mit sehr hoher Auflösung berechnen – bis hinunter in den Mikrometerbereich. Ursprünglich aus der Automobiltechnik getrieben, stehen heute kompakte, kostengünstige Radar-Systems-on-Chip zur Verfügung, die sich direkt in Maschinen integrieren lassen.
