Maschinenbauteil gewinnt German Design Award

Es ist schon eine Besonderheit, dass ein kleines Maschinenbauteil zu den Gewinnern des German Design Awards zählt. Genauer gesagt: ein Sprühkopf zur Kühlung der Gesenke in Schmiedepressen.

Der Anlagen- und Maschinenbauer SMS group ist für dieses Bauteil als „Winner“ 2019 in der Kategorie Industry ausgezeichnet worden. Die Stiftung „Rat für Formgebung“ (German Design Council) vergibt jährlich den German Design Award, der zu den renommiertesten Design-Wettbewerben weltweit zählt.

Ein Zehntel des Gewichts herkömmlicher Bauteile

Die bisherigen Sprühköpfe waren schwere Bauteile, aufwendig in der Herstellung und durch ihr hohes Eigengewicht limitierten sie die Produktivität einer Schmiedepresse. Das neue Bauteil ist optimal auf seine Funktion hin konstruiert. Es ist signifikant leichter, besitzt strömungsoptimierte Kanäle und kühlt die Gesenke ganz gezielt und individuell angepasst ab. Bereiche mit hoher Erwärmung erhalten präzise eine entsprechend höhere Kühlleistung als weniger temperaturbelastete Stellen.

Zudem können diese Bauteile zeitnah hergestellt werden. Axel Roßbach, Research and Development Extrusion + Forging Presses der SMS group GmbH: „Obwohl der Sprühkopf ein kleines Bauteil ist, zeigt er auf, welche Möglichkeiten in dem Thema Additive Manufacturing stecken. Die innovativen Fertigungsmethoden des 3D-Drucks bilden die Basis für Industrie 4.0. Das wird an dem Sprühkopf aus Kunststoff sichtbar und belegbar. Er wiegt gerade einmal ein Zehntel eines konventionellen Sprühkopfes. Bei Metall ist der 3D-Sprühkopf bis zu 70% leichter. Er ist kostengünstiger, wirksamer und individuell nach Bedarf herstellbar.“

Reduzierte Kosten, gesteigerte Produktivität

Für die Gesenkschmiedepressen hat das viele Vorteile. Die Anlagen sind auf hohe Taktraten im Sekundenbereich optimiert, aber gleichzeitig auch auf lange Standzeiten der Gesenke. Damit die Gesenke diesen permanent hohen Belastungen standhalten können, besitzt der Sprühkopf mit seiner Kühl- und Schmieraufgabe eine Schlüsselfunktion. Er wird zwischen den Schmiedeoperationen direkt in die geöffneten Gesenke eingefahren. Die innovative Lösung von der SMS group reduziert nicht nur das Gewicht und ist deutlich kostengünstiger für die Anlagenbetreiber, sie senkt auch signifikant den Verschleiß der Tragarme, welche die Sprühköpfe zwischen die Gesenke einführen.

Da die beschleunigte Masse des neuen Sprühkopfes deutlich geringer ist, ermöglicht sie im Endeffekt kürzere Taktzeiten der meist automatisierten Prozesse. Darüber hinaus ermöglicht die neue Technologie die Herstellung individueller Sprühköpfe „on demand“, das heißt für die Kunden: höchste Verfügbarkeit der Teile auch ohne kostenintensives Ersatzteillager. Darüber hinaus profitiert die Umwelt, da zur Herstellung der Sprühköpfe nur so viel Material eingesetzt wird wie nötig. Zukünftig sollen auch stromleitende Elemente und Sensoren eingedruckt werden, die das elektrische Schalten der Ventile und Zustandsmeldungen der Systeme ermöglichen. Mit dieser Fülle an neuartigen Mehrwerten und Prozessoptimierungen wird das 3D-Sprühsystem für Gesenkschmieden fit für Industrie 4.0.

Filigrane Form im harten Praxiseinsatz bewährt

Zu den ersten Kunden, die die neuen Sprühköpfe im harten Produktionsalltag einsetzen, zählt Bharat Forge in Ennepetal. Speziell für Bharat Forge wurde der Sprühkopf so ausgelegt, dass eine Schaltung von Wasser und einem grafitbasierten Sprühmittel wechselnd möglich war. Betreiber und die SMS group sind hochzufrieden mit den Resultaten des Sprühkopfes. Bharat Forge: „Das Sprühbild ist wesentlich homogener. Die Gesenke sind sauberer und der Sprühmittelverbrauch ist dementsprechend geringer. Das Handling ist den konventionell gefertigten Teilen überlegen. Ablagerungen im Inneren, die bei konventionellen Sprühköpfen oft anfallen, konnten wir aufgrund der strömungsoptimierten Leitungsführung zu den Düsen nicht feststellen.“