Bei der prozessgesteuerten Optimierung von Blankstahl sind aufwändige Trial-and-Error-Versuche oft noch Usus. Die Steeltec AG hat jetzt eine computergestützte Simulation entwickelt, um die optimalen Parameter für das Ziehen und Richten ihrer hochfesten Spezialstähle präzise per Mausklick zu berechnen. Sukzessive integriert der Blankstahlexperte das Verfahren in seine Produktion. Kunden profitieren von einer Null-Fehler-Qualität der Werkstoffe.
Ein wichtiges Element der Blankstahlfertigung ist das Ziehen. Durch eine Matrize gezogen wird der Stahl verfestigt und erhält eine hochwertige, blanke Oberfläche. Die Computersimulation der Steeltec AG bildet die physikalischen Vorgänge im Stabmaterial beim Zieh- und Richtprozess ab. Anhand der Ausgangswerte des Rohmaterials kann das Unternehmen nun die idealen Parameter zur Erreichung der geforderten Eigenschaften berechnen und in der Produktion verifizieren. „Wir haben das Simulationsverfahren erfolgreich auf seine Praxistauglichkeit getestet. Jetzt übertragen wir es flächendeckend auf unsere Fertigungsverfahren. Aufwändige Versuche auf der Maschine sind für uns damit passé“, so Guido Olschewski, Leiter Qualitätsmanagement und Entwicklung bei Steeltec.
Die wesentlichen Stellschrauben zur Modifikation des Blankstahls sind die Ziehmatrizengeometrie, das Profil der Richtwalzen und die Einstellung der Richtparameter. Mit der Auswahl der Matrize beeinflusst Steeltec die mechanisch-technologischen Kennwerte sowie die Höhe und die Verteilung der Eigenspannungen. Durch die passgenaue Einstellung des Richtwalzenprofils und die Feinjustierung der Richtparameter minimiert der Hersteller den beim Richten entstehenden Spannungsabfall und vermeidet eine ungleichmäßige Verteilung der Eigenspannungen im Stahl. Das Resultat sind verzugsarme Stähle mit einer hohen Stangengeradheit. Die durch die Simulation erzielte Null-Fehler-Qualität beweist sich unter anderem bei hohen Ansprüchen in Bezug auf die Bearbeitbarkeit des Stahls und eine präzise Bauteilgeometrie.
Grundlage der Simulation sind mathematische Werkstoffmodelle, die Steeltec mit der ETH Zürich von 2003 bis 2011 weiterentwickelt und um Prozessdaten aus der Praxis ergänzt hat. Entsprechend den Anforderungen des Blankstahlherstellers programmierten die Forscher der technischen Hochschule die Modelle und die Software. „Durch die theoretische Fundierung unserer Prozesse und die Implementierung der Software ersparen wir uns Ausschuss in der Produktion und Nacharbeit am Material. Das ermöglicht uns, Spezialanforderungen unserer Kunden zeiteffizient und zuverlässig umzusetzen“, erklärt Olschewski. „Mit der Vernetzung von Theorie-, Tool- und Anlagenkompetenz sichern wir unseren Kunden höchste Qualität und uns den Wettbewerbsvorsprung.“
Die Steeltec AG ist einer der führenden europäischen Blankstahlhersteller und gilt durch die Konzentration auf Hochfeste und Höherfeste Spezialstähle sowie Spezialautomatenstähle als wichtiger Partner der Automobil- und Hydraulikindustrie sowie des Maschinenbaus. Steeltec entwickelt gemeinsam mit Kunden, Lieferanten und Forschungsinstituten den Werkstoff Stahl und die Produktionsverfahren weiter und erhöht damit die Wettbewerbskraft über die gesamte Wertschöpfungskette. Innerhalb dieser Entwicklungspartnerschaften erarbeitet Steeltec die stärksten Stahllösungen für den jeweiligen Anwendungsfall.
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