DBU aktuell Nr. 2 | 2020

Informationen aus der Fördertätigkeit der Deutschen Bundesstiftung Umwelt

Rohteil (links) und hieraus kaltmassivumgeformte Versuchsteile, napfrückwärts- (Mitte) und vollvorwärtsfließgepresst (rechts)  © ZWEZ-CHEMIE GmbH, Lindlar
Rohteil (links) und hieraus kaltmassivumgeformte Versuchsteile, napfrückwärts- (Mitte) und vollvorwärtsfließgepresst (rechts)

4.) Aus dem Mittelstand: Kaltmassivumformung: Aluminiumbauteile umweltfreundlich beschichten

Der Begriff Massivumformung beschreibt Verfahren, bei denen kompakte metallische Körper, vorrangig aus Stahl oder Aluminium, umgeformt werden: Diese dienen beispielsweise als Bauteile für die Automobilindustrie. Bei der Kaltmassivumformung werden Rohteile vor der Umformung nicht erwärmt, sondern bei Raumtemperatur mit hohem Druck in Formwerkzeuge gepresst. Die Teile können aber während der eigentlichen Umformung Temperaturen von weit über 100 °C erreichen. Voraussetzung für eine wirtschaftliche Fertigung beim Kaltmassivumformen ist eine aufwändige Vorbehandlung des Materials durch Aufbringen von Trennschichtschmierstoffsystemen zur Herabsetzung der Reibung im Umformprozess, ohne die es zu frühzeitigem Verschleiß oder Versagen der Umformwerkzeuge kommen würde.

Mehrschichtige Schmierstoffsysteme mit Konversionsschicht weisen allerdings einige Nachteile auf. So werden für den Betrieb der zahlreichen Behandlungsbäder große Mengen Frischwasser verwendet, was letztendlich als kontaminiertes Abwasser entsorgt werden muss. Hinzu kommt, dass zwischen den Prozessschritten alle Teile gründlich gespült werden müssen, was den Wasserbedarf und Abwasseranfall weiter erhöht. Die stetige Erwärmung der Bäder und die daraus resultierende Verdampfung gehen mit energetischen Verlusten einher.

Im DBU-Projekt hat die ZWEZ-CHEMIE GmbH, Lindlar, wasserbasierte, öl- und lösemittelfreie Einschichtschmierstoff­systeme entwickelt und optimiert, die explizit auf höherlegierte Aluminiumwerkstoffe ausgerichtet sind. Hierdurch wird im Gegensatz zur bisherigen Praxis die Kombination einer vollautomatisierten und in die Produktionskette integrierten mechanischen Oberflächenbehandlung der umzuformenden Metallkörper mit einer anschließenden Beschichtung durch die neuen Einschichtschmierstoffe ermöglicht. Der gesamte Fertigungsprozess wird dadurch flexibilisiert und im Kontext von „Industrie 4.0“ digital erfassbar. Das neue Verfahren ist mit erheblich geringeren Investitionskosten verbunden.

Derzeit wird die Technologie weiterentwickelt, sodass eine industrietaugliche Anwendbarkeit ermöglicht wird.

DBU-AZ 33347