Schneidforum: Das neue Schneidverfahren EMPT

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Wir beobachten seit 2009 dieses neue Verfahren und sind von der Art und Weise wie geschnitten wird, beeindruckt. Deshalb hier schon mal der erste Versuch einer kleinen Darstellung, wie es funktioniert. Aus der Schule kennen wir noch die Versuche mit Elektromagneten: Wird eine Spannung angelegt, so ziehen sie Metall an (siehe elektrische Hubmagnete beim Schrotthändler oder auch die Elektromagnete beim Lohnschneider, um Blechtafeln zu bewegen). Vereinfacht ausgedrückt, auch hier wird eine Spule eingesetzt, nur wird diese nicht durch einen konstanten Strom aktiviert, sondern von einem elektrischen Puls durchströmt, der durch die schnelle Entladung eines Kondensators erfolgt und dessen Impuls-Stromstärke bis 2.000.000 A erreicht. Durch die Spule wird ein Magnetfeld im Metall induziert. Während sich das Magnetfeld im Metall aufbaut, wird die Spule erneut aktiviert, dies erfolgt mit einer Frequenz von einigen 10kHz, so dass sich das im Metall induzierte mit dem neu geladenen Magnetfeld der Spule, abstoßen. Dabei treten Kräfte von 100N/mm2 auf. Die Spule verfügt über einen besonderen Eisenkern, mit dessen Hilfe sich dieses starke Feld aufbauen lässt, um so in Sekundenbruchteilen Stahl zu trennen bzw. aus der Schneidfuge zu schleudern. "Die elektromagnetische Pulstechnologie EMPT, dient bisher vor allem dazu, Aluminiumrohre auf zu weiten oder zu verengen", sagt Dr. Verena Kräusel, Abteilungsleiterin am IWU des Fraunhofer Instituts Chemnitz, die eine spezielle Anwendung des Verfahrens für VW entwickelt hat und maßgeblich darin involviert ist. Wir bedanken uns bei Fr. Dr. Kräusel für die unterstützenden Informationen. Das Verfahren bietet dabei einige für Lohnschneider sehr interessante Vorteile aber auch einige derzeit existierende Einschränkungen. Vorteile der Elektromagnetischen Puls Technologie EMPT: (unter Vorbehalt, da eine Serienanlage uns noch nicht vorliegt)

  • Der Druck auf das Metall wird berührungslos erzeugt.
  • Die Schnitte sollen nahezu gratfrei und sauber sein.
  • Die Schnittgeschwindigkeit soll bis zu 7mal schneller als beim Laser sein (im Projekt für VW, laut Fr. Dr. Kräusel)
  • Da wir hier kein thermisches Verfahren einsetzen, fällt auch keine Hitze, keine Aufnitrierung, keine Aufhärtung, keine große Gefügeänderung des Metalls an.
  • Der Schnitt soll verhältnismässig preiswert herstellbar sein, er erfordert weder Gase, noch Düsen oder Verschleißteile.
Nun zu den Einschränkungen für uns Lohnschneider:
  • Der maximal erforderliche Druck der aufgebracht werden kann, wirkt natürlich auch auf die Spule, die somit eine Schwachstelle darstellt. Zur Zeit wurden erfolgreiche Versuche bis zu einer Materialdicke von 0,9mm in hochfeste Werkstoffe realisiert. Bei 1,5mm Blechdicke ist bereits ein Druck von 500 MPa erforderlich. Damit ist die Lebensdauer der Spule ein Verschleißproblem.
  • Man benötigt zum Trennen eine Matrize, d.h. frei Formflächen sind derzeit noch nicht schneidbar.
  • Materialdicken > 2mm sind derzeit noch nicht möglich.
  • Der zur Zeit erzielte Schnittwinkel im Dünnblechbereich liegt bei 36°
  • Es gibt noch keine Anwendung und keine Maschine im Grobblechbereich!
FAZIT: Die Vorteile klingen verlockend, auch wenn zur Zeit noch kein Anwendungsfall im Grobblechbereich sichtbar ist. Bedenkt man die Neuartigkeit dieses Verfahrens und vergleicht diesen Entwicklungsaufwand mit der des Lasers oder Plasmas, so wird schnell deutlich, dass in EMPT noch große Ressourcen stecken. Wir stehen erst am Anfang und dürfen gespannt sein, was die Zukunft bringen wird. EMPT - ein hoch interessantes Verfahren, dass noch viel Entwicklungspotential in sich birgt. Wir werden die Entwicklungen weiter verfolgen und beobachten. Quelle: Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik ... Kontakt Schneidforum ...

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