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Umformtechnik Berührungslos umformen, trennen und fügen

| Autor/ Redakteur: Annedore Munde / M.A. Frauke Finus

Bei der elektromagnetischen Umformung können durch die Nutzung der Energie eines starken, impulsförmigen Magnetfeldes Blechteile aus leitfähigen Werkstoffen umgeformt, gefügt und getrennt werden. Das Verfahren bietet als Einzelprozess und auch als Ergänzung zu den klassischen Umformverfahren viele Vorteile.

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Elektromagnetisch umgeformte, gefügte und getrennte Demonstratorbauteile.
Elektromagnetisch umgeformte, gefügte und getrennte Demonstratorbauteile.
(Bild: Ines Escherich / Fraunhofer IWU)

Bereits seit den 1960er Jahren wurde das Magnetumformen insbesondere in den USA und der ehemaligen UdSSR weiterentwickelt und zur Industriereife gebracht. Seitdem wird das Verfahren in der Automobil-, Luftfahrt-, Elektro-, Kernkraft- oder Küchengeräteindustrie erfolgreich eingesetzt.

An der Westsächsischen Hochschule in Zwickau und am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz setzen sich Wissenschaftler in der Lehre und in Forschungsprojekten mit der elektromagnetischen Umformung (EMU) auseinander. Matthias Kolbe ist Professor für Umformtechnik am Institut für Produktionstechnik in Zwickau. Das Verfahrensprinzip beschreibt Kolbe so: „Bei der EMU werden durch die schlagartige Entladung einer Kondensatorbatterie über eine Werkzeugspule gepulste Magnetfelder erzeugt. Diese üben dann berührungslos Kräfte auf elektrisch leitfähige Werkstücke aus und lösen so die Umformung aus. Der eigentliche Umformprozess läuft dabei in Mikrosekunden ab.“ Da die Krafteinleitung über die Energiedichte gepulster Magnetfelder erfolgt, ist kein mechanischer Kontakt zwischen Werkzeug (Induktor) und Werkstück erforderlich. „Das Werkzeug im EMU-Prozess ist die Spule und entsprechend birgt die Auslegung der Spule auch das Know-how“, betont Kolbe.

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Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für berührungsloses Umformverfahren

Am Fraunhofer IWU werden mittels EMU Rohre und Hohlprofile sowohl komprimiert als auch expandiert. Darüber hinaus werden ebene oder vorgeformte Bleche mit entsprechend angepassten Werkzeugspulen umgeformt. „Dies gestattet auch die Integration des EMU-Verfahrens in konventionelle Umformprozesse, wie zum Beispiel Tiefziehen“, erläutert Dr. Ing. Verena Psyk, Gruppenleiterin elektromagnetische Umformung am IWU. „So können die jeweiligen verfahrensspezifischen Vorteile komplementär genutzt werden. Neben reinen Umformoperationen kann die EMU beispielsweise auch zum umformtechnischen Fügen und Trennen eingesetzt werden.“

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