Forschungsprojekt

B-Säulen-Werkzeug mit piezoelektrischem Hochleistungs-Stapelaktor

Zielbranchen

Maschinenbau

Problemstellung

Zur Regelung des Blecheinzugs in Tiefziehprozessen wird in herkömmlichen Prozessen von der »intelligenten Presse« ausgegangen, die durch lokal biegeelastische Werkzeuge in Verbindung mit hydraulischer Mehrpunktkissentechnik gekennzeichnet ist. Durch die Messung des Blecheinzugs kann dieser gezielt beeinflusst werden.

Lösung

Ein neuartiges System verlagert die Mess- und Stellfunktion in das eigentliche Tiefziehwerkzeug. Dabei wird der Stellvorgang durch einen in das Werkzeug integrierten Hochleistungs-Piezoaktor vorgenommen, in dem gleichzeitig die Kraft- bzw. die Druckmessung erfolgt. Die Steuerung der Piezokraft mithilfe sogenannter Master-Kurven erlaubt eine Anpassung an den jeweiligen umzuformenden Werkstoff. Der Ersatz ausgewählter Pinolen durch Piezoaktoren, die hohe Kräfte generieren können, ermöglicht eine gezielte Steuerung des Kraftverlaufs an prozesskritischen Umformzonen während des Blecheinzugs.

Das System, bestehend aus Piezostapel, Kraftmessdose und Bauteilen für die Krafteinleitung, wurde als kompakte Einheit geringer Nachgiebigkeit realisiert. Eine Kraftmessung mittels inhärenter sensorischer Eigenschaften des Piezostapels ist dabei ebenfalls möglich. Die konsequente Umsetzung dieses Konzepts ermöglicht eine Reduzierung der Hydraulikkomponenten und führt letztendlich zur kostengünstigeren Einpunktziehkissentechnik.

© Fraunhofer IWU