Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Profilrichten durch partielles Auswalzen beim Walzprofilieren

Ziel des beantragten Projekts ist die Entwicklung einer neuen Vorgehensweise und Methodik zum Richten von Profilen durch ein partielles Auswalzen des Profilquerschnitts beim Walzprofilieren. Hierzu soll die Längsdehnungsverteilung über dem Profilquerschnitt mit Hilfe des partiellen Auswalzens gezielt eingestellt werden, um unerwünschte Formabweichungen der Profile zu eliminieren. Die Notwendigkeit hierfür ergibt sich daraus, dass walzprofilierte Bauteile häufig unerwünschte Profildeformationen wie eine Absenkung, Biegung oder Verdrehung aufweisen. Eine an die Profildeformation angepasste Einstellung des Walzspalts ermöglicht ein partielles Auswalzen der Profile zur Korrektur der unerwünschten Formabweichungen.

Der erste Schritt zum Erreichen der Ziele ist eine Umfrage unter walzprofilierenden Unternehmen zur Identifikation möglicher Einflussgrößen auf die Längsdehnungsverteilung im Profilquerschnitt. In numerischen und experimentellen Untersuchungen wird der Einfluss der als signifikant identifizierten Parameter untersucht. Darauf aufbauend wird ein analytisches Modell zur Berechnung der Längsdehnungsverteilung und Identifizierung der auszuwalzenden Bereiche des Profilquerschnitts anhand der auftretenden Abweichungen von der Geradlinigkeit eines Profils entwickelt. Auf Basis dessen wird im Rahmen von numerischen Simulationen und Realversuchen das Richten durch ein partielles Auswalzen untersucht und das Berechnungsmodell optimiert und validiert.

Ergebnis des Projektes soll ein Berechnungsmodell in Form eines Diagnosetools sein, das anhand der auftretenden Geometrieabweichungen von Profilen konkrete Gegenmaßnahmen zum Richten vorschlägt.

Mit Hilfe eines zuverlässigen und effizienten Verfahrens zum Richten von Profilen beim Walzprofilieren können die Anlaufzeiten bei der Fertigung neuer Kaltprofile oder nach Chargenwechseln verkürzt werden. Hierdurch wird die Wettbewerbsfähigkeit von profilierenden Unternehmen, die zu einem hohen Anteil KMU sind, gesteigert.

Ergebniszusammenfassung:

Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Rollformprofilfehler bei Variierung der Rüstparameter als auch bei Materialparameter stark beeinflusst werden können. Insbesondere wird für weicheres Stahl gezeigt, dass durch das verstärkte Auftreten von Längsdehnungen Profilfehler wie die Durchbiegung und Torsion begünstigt werden. Durch Ableiten eines analytischen Modells zur Bestimmung der Längsdehnungen aus den Profilfehlern wurde nun die Möglichkeit geschaffen, technisch messbare Größen wie Durchbiegungen und Torsion gezielt durch wissenschaftliche Zusammenhänge zu beeinflussen, um effizient durch ein partielles Auswalzen Profile zu richten. Die hier durchgeführten wissenschaftlichen Untersuchungen sind dahingehend von wirtschaftlichem Nutzen, da durch diese innovative Methodik, Profilieranlagen effizienter Profile richten können. Insbesondere spielt hier für die KMU die Wirtschaftlichkeit eine Rolle, denn durch das innovative Verfahren können Iterationen zum Richten wissensbasiert gesenkt und damit insgesamt die Kosten zur Profilfertigung reduziert werden.