Temperierte wirkmedienbasierte Umformung

Leichtmetalle wie Titan, Aluminium oder Magnesium bieten insbesondere für den Bereich Mobilität / Fahrzeugbau aufgrund ihrer guten gewichtsbezogenen mechanischen Eigenschaften ein großes Anwendungspotenzial. Demgegenüber stehen vergleichsweise eingeschränkte Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Herstellung von Umformbauteilen. Wegen des relativ geringen Umformvermögens dieser Werkstoffe bei Raumtemperatur sind zur Fertigung komplexer Bauteile häufig Prozessketten mit mehreren Umformschritten und zwischengeschalteten Wärmebehandlungen erforderlich. Eine Alternative ist die superplastische Umformung, die jedoch aufgrund langer Taktzeiten, des hohen Energieverbrauches und der Notwendigkeit zur Verwendung von Schutzgas ebenfalls sehr kostenintensiv ist.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung des Umformverhaltens vieler Werkstoffe ist die Erhöhung der Umformtemperatur. Wir entwickeln temperaturgestützte Prozessrouten für Rohr- und Blechbauteile, die die Umformbarkeit in Abhängigkeit der Bauteilgeometrie verbessern oder gezielt Werkstoffzustände einstellen, die zu optimierten Bauteileigenschaften führen. Mit den entwickelten Prozesstechnologien wird die Industrie befähigt, leistungsfähige Werkstoffe in den Breiteneinsatz zu bringen. Gesellschaftlich relevant sind dabei sämtliche Mobilitätssektoren: Automobil, Luft- und Raumfahrt sowie Mikromobilität. 

Die Entwicklung temperaturgestützter Umformverfahren kann bei uns über die gesamte Prozesskette abgebildet werden. Auf Basis von prozessnaher Kennwertermittlung kann über die numerische Abbildung von komplexen thermomechanischen Umformprozessen bereits eine sehr hohe Vorhersagegenauigkeit erreicht werden, was eine erhebliche Verkürzung der Prozesskettenentwicklung ermöglicht. Es können sowohl teil- als auch vollautomatisierte Versuchsstände mit unterschiedlichsten Umformpressen und weiteren Anlagen kombiniert werden. Für die Bauteilerwärmung werden neben Öfen und Induktionsanlagen auch unterschiedliche Kontakterwärmungswerkzeugen und -anlagen genutzt, mit denen Aufheizprozesse im Pressentakt möglich sind. Auch werkzeugintegrierte konduktive Erwärmungsprozesse wurden bereits erfolgreich umgesetzt. Die Werkzeugtemperierung kann mittels elektrischer Heizelemente, Öl- und Wassertemoeriergeräten erfolgen. Prototypen- und Vorserienfertigung werden durch umfangreiche Analyseverfahren begleitet, um sowohl während des Prozesses als auch nach dem Prozess Bauteile optisch, mechanisch oder mikrostrukturell zu charakterisieren. 

Verfahrensvorteile

  • Verbesserung des Umformvermögens
  • Verkürzte Prozessketten
  • Umformung von bei Raumtemperatur nur eingeschränkt umformbaren Werkstoffen (Leichtmetalle, ferritische Edelstähle, thermoplastische Kunststoffe, etc.)