Industriewende-Dialog: Neue Verfahren zur Autoteileherstellung

Im Vorhaben KER-GEAR wird eine innovative Prozesskette zur Herstellung von neuen Komponenten für Antriebe von E-Fahrzeugen (rein elektrisch oder hybrid) entwickelt. Kennzeichen dieser neuen Prozesskette ist eine maximale Material- und Ressourceneffizienz sowie die Umsetzung neuer Leichtbauansätze. Durch die Anwendung von inkrementellen Verfahren der Massivumformung zur Herstellung von Getriebewellen und Zahnrädern, in Kombination mit mechanischen Nachbehandlungsverfahren (Fest- Richt- und Glattwalzen, Ultraschall-Verfestigung und -Glättung), werden einerseits Teilprozesse der Zerspanung substituiert und andererseits eine Festigkeitssteigerung sowie eine Oberflächenoptimierung in hochbelasteten Bauteilbereichen erzielt. Im Ergebnis des Vorhabens liegt eine optimierte Fertigungsstrategie vor, die in industrielle Abläufe integrierbar ist.

Frau Prof. Kräusel arbeitete nach dem erfolgreichen Abschluss ihres Maschinenbaustudiums 8 Jahre in einem Systemhaus für CAD, NC und PPS. 1994 schloss sie erfolgreich ihre Promotion ab und habilitierte 2013. Im November 2017 wurde sie an der Westsächsischen Hochschule Zwickau zur Honorarprofessorin für Fertigungstechnik/Anwendungsspezifische Verfahren der Umform- und Zerteiltechnik bestellt.

Im Jahr 2000 begann sie ihre Forschungstätigkeit am Fraunhofer IWU – zunächst als wissenschaftliche Mitarbeiterin, später als Gruppen- und Abteilungsleiterin. Seit 2021 ist sie für das Geschäftsfeld Umformtechnik mit ca. 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sowie Technikern im Bereich der Blech- und Massivumformung verantwortlich. Darüber hinaus war und ist sie in die studentische Ausbildung an der TU Chemnitz sowie der Westsächsischen Hochschule Zwickau involviert.

Die wichtigsten aktuellen Forschungsschwerpunkte sind Energie- und Ressourceneffizienz in Prozessketten der Umformtechnik, geometrische Flexibilität durch inkrementelle Verfahren in der Blech- und Massivumformung sowie Scherschneidverfahren mit und ohne Hochgeschwindigkeitseinsatz.

Die BENTELER Automobiltechnik entwickelt einen neuartigen Lötprozess zur Herstellung von Batteriekühlplatten, in dem das Umformen und Löten der Bauteile kombiniert in einem elektrisch beheizten Werkzeug erfolgt. Dieses Presslöten zeigt neben allgemein technischen Vorteilen gegenüber dem herkömmlichen Ofenlöten eine deutliche verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz. Ziel des Modellprojekts ECO₂MBINE ist es das Presslöten mit Hilfe der Projektpartner durch eine zu entwickelnden Prozessüberwachung auf TRL8 zu hieven. und damit eine spätere Verwertung zu ermöglichen.

Dr.-Ing. Tobias Düpmeier ist Teamleiter im Bereich Thermal Management Systems in der Forschung und Entwicklung bei der BENTELER Automobiltechnik GmbH. Sein Tätigkeitsschwerpunkt liegt auf Fertigungsverfahren zur Herstellung von Batteriekühlplatten für die Elektromobilität. Er ist seit 2009 im Unternehmen tätig und promovierte an der Universität Paderborn im Bereich Klebtechnik.

Im Forschungsprojekt »EffF3D – Effiziente Funktionalisierung von 3D-geformten Dünngläsern« wurde eine kosteneffektive Prozesskette zur Massenproduktion funktionalisierter dünner Gläser entwickelt. Diese Gläser werden beispielsweise in hochwertigem Kfz-Interieur wie Mittelkonsolen, Rückspiegeln und Tachoeinheiten verwendet. Die innovative Prozesskette basiert auf zwei technologischen Säulen: die vorgelagerte Strukturierung der Glasrohlinge durch Laserstrukturierung und die anschließende nicht-isotherme Glasumformung. Im Vergleich zu den gängigen Herstellungsrouten lassen sich mit der neuartigen Prozesskette Energieeinsatz, CO₂-Ausstoß und Kosten deutlich reduzieren; auf den Einsatz von umweltschädlichen Chemikalien kann vollständig verzichtet werden.

Constantin Meiners M.Sc. arbeitet beim Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Glass and Precision Manufacturing. Sein Maschinenbau-Studium schloss er an der RWTH Aachen University ab.

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