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TU Berlin

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Forschungszentrum Strangpressen (FZS)

  • Ausstattung
  • Hohlprofile
  • Simulation
  • Werkstoffe
  • Industrieller Förderverein

Ausstattung

Am Forschungszentrum Strangpressen stehen insgesamt drei Strangpressen Versuchspressanlagen mit maximalen Presskräften von 0,5 MN, 7,2 MN und 8 MN zur Verfügung. Dieser breite Maschinenpark erlaubt Untersuchungen zum direkten, indirekten und hydrostatischen Strangpressen.

Alle drei Strangpressen sind mit Messgliedern ausgestattet, die es ermöglichen, sämtliche auftretenden Presskräfte über den gesamten Prozess hinweg zu messen und aufzuzeichnen. Mittels zweier am Strangauslauf der 8 MN Strangpresse vorhandenen Strahlungspyrometer und in den Presskanal der Matrize eingebrachten Thermoelementen kann die Strangaustrittstemperatur während des Strangpressens protokolliert werden.

Beim Verpressen von abschreckempfindlichen Werkstoffen kann in den Strangauslauf zusätzlich eine Wasserkühlanlage eingebaut werden, mit der die Profile sowohl im Wasserbad als auch durch Sprühnebel abgeschreckt werden können.

Für lange Profile ist eine in die Pressensteuerung integrierte Ausziehvorrichtung vorhanden. Für die Erwärmung der Strangpressbolzen stehen sowohl mehrere Kammeröfen als auch Ein-Bolzen-Induktivanwärmung zur Verfügung. 

Versuchspressanlagen
0,5 MN
7 MN
8 MN
Pressverfahren
direkt, indirekt
hydrostatisch
direkt, indirekt
Bauart
Vertikal
Vertikal
horizontal
Produkt
Stangen, Rohre
Stangen
Stangen, Rohre, Profile
Aufnehmerbohrung
30 mm, beheizbar
70 mm
85, 95, 110, 125, 140 mm, beheizbar
Antrieb
Direkte Ölhydraulik
Direkte Ölhydraulik
Direkte Ölhydraulik
Steuerung
manuell
SPS
SPS
Laufholmgeschwindigkeit und Regelung
0-15 mm/s, manuell
0-80 mm/s, automatisch
0-80 mm/s, automatisch
Max. Blocktemperatur
660 °C
30 °C
1250 °C
Einsatz
 
Versuchspressungen (Pilotprojekte, Machbarkeitsstudien) im Bereich Edelmetall. Diese Anlage dient überwiegend zum Strangpressen von Edelmetallen und Edelmetall-Legierungen.
Diese Anlage dient in überwiegendem Maße zum kalt hydrostatischen Strangpressen metallischer Verbundwerkstoffe mit komplexer Struktur (Supraleiter) und nanokristalliner Metallpulver.
Herstellung offener Profile mit diversen Querschnittsformen, Rohren über Kammermatrizen und Dorn, Verbundwerkstoffen mit einfachem Aufbau.

  

Hohlprofile

Mit den vorhandenen Anlagen können Voll- und Hohlprofile aus den verschiedensten metallischen Werkstoffen hergestellt werden. Neben der Herstellung von Hohlprofilen mit Längspressnähten, die mit Schweißkammerwerkzeugen hergestellt werden, können am FZS auch nahtlose Hohlprofile erzeugt werden.

Zu diesem Zweck ist die 8 MN Strangpresse mit einer Dornhalterung und einer innenliegenden Lochvorrichtung versehen. Dabei ist es möglich, Hohlprofile über mitlaufenden wie auch über feststehenden Dorn nach dem direkten und indirekten Strangpressverfahren herzustellen. je nach zu verpressender Legierung können auch kühlbare Dorne eingesetzt werden, bei denen mit Hilfe eines Dornkühlaggregates vorgewärmtes Wasser von ca. 70 °C zur Kühlung verwendet wird.

Lupe [1]
Lupe [2]

Simulation

FEM Simulation der Strangssaustrittsgeschwindigkeit
Lupe [3]

Im Zuge immer komplexer Profilgeometrien und kürzer werdender Produktentwicklungszyklen kommt auch der Simulation des Strangpressprozesses und den dazu benötigten Werkzeugen eine wachsende Bedeutung zu. Daher werden am Forschungszentrum Strangpressen neben realen Strangpressversuchen auch Simulation hinsichtlich des Materialflusses, der Temperaturentwicklung sowie der Werkzeugbelastungen durchgeführt. Neben den daraus abzuleitenden Optimierungen des Strangpressens liegt ein weiterer Fokus der Arbeiten des FZS in diesem Bereich auf der stetigen Weiterentwicklung der für die Simulation verwendeten Berechnugsalgorithmen. Dazu werden zum einen kontinuierlich Materialdatenbanken erweitert, zum anderen die Simulationsergebnisse mit den Messungen aus realen Strangpressversuchen abgeglichen.

Werkstoffe

Die vorhandenen Press- und Aufwärmeinrichtungen ermöglichen ein breites Spektrum an zu verpressenden Werkstoffen in einem Temperaturbereich von -5°C bis 1250°C:

Magnesium

  • Mg-Legierungen mit unterschiedlichen Legierungselementen (AM, AZ, ZA, ZEK, ZK, ZM, WE)
  • Mg-Al-Verbundwerkstoffe

 Aluminium

  • Schmelz- und pulvermetallurgische Si-Al-Legierungen
  • Sprühkompaktierte Si-Al-Legierungen
  • Dispersionsverfestigstes AIN
  • Nanokristallines Al-Pulver
  • Verbundwerkstoffe

Kupfer

  • Messinge
  • CuNi 10,
  • CuCo2Be
  • CuCrZr
  • Cu-Al- und Cu-Ti-Verbundwerkstoffe
  • SE Kupfer

Edelmetalle

  • AgNi 0.15
  • AgNi 10
  • AgC
  • AgPd
  • CuPd
  • Ag-Cu-C

Hochtemperaturwerkstoffe

  • Intermetallische Titanaluminide
  • Nickelaluminide
  • Eisenaluminide
  • ODS-Legierungen
  • Superelastische Eisen-Bor-Legierungen

Formgedächnislegierungen

  • NiTi
  • CuAlZn

Supraleiter

  • Nb3Sn
  • NbTi

Industrieller Förderverein

Auf Initiative des Fachausschusses Strangpressen der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e. V. (DGM) wurde 1986 ein Förderverein gegründet.

Der Verein ist ein Zusammenschluss fachlich und allgemein technisch-wissenschaftlich interessierter Organisationen, industrieller und gewerblicher Unternehmen sowie Einzelpersonen.

Heute haben sich nahezu alle mit dem Strangpressen verbundene Unternehmen in Deutschland und im deutschsprachigen Ausland dem Förderverein angeschlossen. Die Mitgliedsfirmen rekrutieren sich aus den Bereichen:

  • Maschinenbau
  • Block- und Aufnehmererwärmungsanlagen
  • Werkzeughersteller
  • Halbzeughersteller für Leicht- und Schwermetall

 
Der Verein trägt zur Unterhaltung der Einrichtungen des Forschungszentrums Strangpressen bei und fördert die Ausbildung qualifizierten Nachwuchses auf dem Gebiet des Strangpressens. 

Das Forschungszentrum Strangpressen bietet den Mitgliedsfirmen des Fördervereins folgende Leistungen an:

  • Vorstellung der neusten Forschungsvorhaben
  • Jährliche Berichterstattung über Forschungsergebnisse
  • Gemeinsame Beantragung von Drittmittelprojekten
  • Schulung der Mitarbeiter der Mitgliedfirmen auf dem Gebiet des Strangpressens

 

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