Erhöhung der Prozesstransparenz beim Planetenschrägwalzen am Beispiel der Kupferrohrherstellung

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Beschreibung

Schrägwalzverfahren werden in der Rohrherstellung vielfältig eingesetzt. Zu den häufig angewendeten Schrägwalzverfahren zählen das Asselwalzen, das Planetenschrägwalzen und das Kegellochschrägwalzen.
Der Planetenschrägwalzprozess wird in der Kupferrohrherstellung seit Beginn der 90er Jahre erfolgreich weltweit eingesetzt, da er gegenüber den Alternativverfahren wie High-Ratio und Low-Ratio Kostenvorteile aufgrund der geringeren Anzahl an Prozessschritten bietet. Überwiegend wird dieses Herstellungsverfahren in der ACR-Rohrproduktion angewendet, die hohe Anforderung an die Qualität stellt. Aber auch im Sanitärbereich zur Wasserrohrfertigung wird der Prozess genutzt.
Ein mathematisches Modell dieses Umformverfahrens wird durch umfangreiche Untersuchungen in der Praxis und theoretische Simulationen mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode entwickelt. Mit diesem Modell wird das Walzverfahren transparent dargestellt, so dass dadurch eine Optimierung des Prozesses hinsichtlich Ausbringung und Qualität ohne lange Praxisversuche möglich wird.
Das Berechnungsmodell basiert auf einer elementaren Theorie, die neben einer detaillierten Geometrieberechnung die Formänderungen und die Materialschiebungen, auch redundante Formänderungen genannt, im Walzspalt beinhaltet. Das Modell wird anhand der Resultate der durchgeführten Walzversuche verifiziert, dabei wird im Vergleich zu existierenden Modellbildungen eine deutlich bessere Ergebnisgenauigkeit erreicht.
Die Arbeit endet mit konzeptionellen Ansätzen zur Kapazitätssteigerung und Qualitätsverbesserungen.