Referenzprojekte zum Thema Hochdruck-Blechumformung

Die Herstellung von Metall-Kunststoff-Hybridbauteilen ist immer noch sehr arbeits- und kostenintensiv. Innerhalb des Bundesexzellenzclusters »MERGE« wurde ein einstufiger Prozess entwickelt, der die Herstellung von Hybridkomponenten zu niedrigen Preisen ermöglicht. Das neuartige Konzept kombiniert die Verfahren Tiefziehen und Spritzgießen, wobei eine gleichzeitige Umformung mit der Kunststoffschmelze erfolgt.

Im Mittelpunkt des Vorhabens steht die Entwicklung einer energieeffizienten Form der Innenhochdruckumformung (IHU) von Rohren und Profilen. Dabei soll der zeitabhängige Verlauf des Wirkmediendruckes durch die Kinematik und Schließkraft der Presse erzeugt werden. Dadurch könnte die separate, pressenintegrierte Hochdruckhydraulik entfallen, was den Energieverbrauch signifikant reduziert sowie konventionelle Pressen für die Innenhochdruckumformung nutzbar macht.

Im Projekt »Innovative Technologieentwicklung für eine wandelbare PEM-Stacks-Pilotlinie« entwickelt das Fraunhofer IWU das passive Hydroforming zur Herstellung von Bipolarplatten. Mit dem neuen Werkzeugsystem erfolgt anschließend eine umfassende Prozessanalyse, bei der technologische und wirtschaftliche Potenziale des Verfahrens identifiziert bzw. validiert und quantifiziert werden.

Welches Potential die Technologie der Innenhochdruck-Umformung für die Möbelindustrie bietet, beweist der vom Designer Jörg Höltje entworfene Stahlrohrstuhl »Hydra«. Die Faszination für die natürlichen Konstruktionsformen von Organismen und ein Faible für innovative Technologien standen Pate für ein bionisches Stuhldesign. Mithilfe einer unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit wurden aus gewöhnlichen Stahlrohren aus Edelstahl ästhetisch anspruchsvolle Designteile geformt.

Für die Herstellung des Beckenbodenauslaufs wurde angesichts der Formkomplexität und der zu erwartenden geringen Stückzahlen das Verfahren der Innenhochdruck-Blechumformung eingesetzt. Dieses ermöglicht gegenüber konventionellen Verfahren eine deutliche Kostenreduzierung. Bei der Herstellung des Bauteils gelang es schließlich, den Materialverbrauch und vor allem die erforderliche Ziehtiefe zu minimieren.

Fernseherrahmen sollen auch Wärme ableiten, weshalb zunehmend Aluminiumlegierungen eingesetzt werden. Aus Gründen der Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit sollten im Projekt mehrere Rahmengrößen mittels Innenhochdruck-Blechumformung gleichzeitig aus einer Blechplatine geformt werden. Geringe Abstände zwischen den Rahmen und kleine Eckenradien führen dabei zu einer starken Dehnung einzelner Bereiche des Bleches. Diese waren auch mit einer reinen Warmumformung nicht zu erzielen, daher wurde der Einsatz von Materialien mit superplastischen Eigenschaften (temperatur-stabiles, feinkörniges Gefüge) erfolgreich untersucht.