Stahl schneiden mit Tempo
Forschende der TU Chemnitz schneiden Stahlblech mit hoher Geschwindigkeit. Dadurch entstehen widerstandsfähigere Kanten. Künftig könnte sogar auf aufwendige Nacharbeit verzichtet werden.
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Zahnräder und Kettenglieder könnten künftig mit hoher Geschwindigkeit aus Blech geschnitten werden, ohne dass die Schnittkanten anschließend nachbearbeitet werden müssen. © Jacob Müller
Wenn ein Gabelstapler schwere Lasten hebt, müssen seine Ketten einiges aushalten. Ein einzelnes Kettenglied soll Chemnitzer Forschenden nun zeigen, ob sich ein neues Verfahren zur Bearbeitung von Stahlblech für die Praxis eignet. Die Idee dahinter: Das Metall wird extrem schnell geschnitten. Dadurch könnten besonders widerstandsfähige Schnittkanten entstehen und später Arbeit und Energie gespart werden.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Forschungsgruppe FUNDAM³ENT weitere vier Jahre mit rund 3,9 Millionen Euro. Etwa 1,64 Millionen Euro davon gehen an die Technische Universität Chemnitz, die die Federführung hat. Mit dabei sind außerdem das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz sowie Partner aus Freiburg, Dortmund und München.
Winzige Zonen mit großer Wirkung
In den ersten vier Jahren hat das Team untersucht, was passiert, wenn Stahlblech sehr schnell geschnitten wird. Die Schnittkanten werden dabei genauer. Sie nutzen sich weniger ab, sind widerstandsfähiger gegen Rost und halten Belastungen länger stand. Im besten Fall müssen die Kanten danach nicht mehr aufwendig nachbearbeitet werden. Das könnte Energie sparen.
Beim schnellen Schneiden verändert sich das Metall an der Schnittkante. Dabei entstehen winzige Bereiche, die Fachleute adiabatische Scherbänder nennen. Die Forschenden untersuchen, wann sie entstehen und wie sie die Schnittkante beeinflussen. Dabei spielen mehrere Dinge eine Rolle: die Stahlsorte, die Geschwindigkeit beim Schneiden und der Abstand zwischen den beiden Teilen des Schneidwerkzeugs.
Der nächste Schritt Richtung Praxis
Jetzt wollen die Forschenden herausfinden, wie sich verschiedene Stahlsorten und die Temperatur des Blechs auf das schnelle Schneiden auswirken. Außerdem testen sie das Verfahren an komplizierteren Bauteilen und wollen die Werkzeuge dabei möglichst wenig beanspruchen.
Dafür kommt der Gabelstapler ins Spiel. Das Team will ein Kettenglied herstellen, wie es zum Heben schwerer Lasten etwa in Gabelstaplern verwendet wird. Daran können die Forschenden testen, ob ihr Ansatz auch für die Praxis geeignet ist.
