EMO Hannover 2011 Die zahlreichen Gesichter der modernen Massivumformung

Massivumformverfahren finden sich vor allem in der Serienfertigung der Fahrzeugindustrie. Dabei kommen unterschiedliche Verfahren zur Anwendung, wie beispielsweise Walzen, Gesenkschmieden, Kaltumformen, Fließpressen und andere. Einige zukunftsorientierte Verfahren werden hier vorgestellt.

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In der Massivumformung konkurriert eine Vielfalt von Verfahren untereinander und mit spanenden Bearbeitungsverfahren. Bei allen geht es um die Erzeugung von Bauteilen aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen wie Stählen und Nichteisenmetallen, die meist eine Volumenreduzierung als Ergebnis haben. Heute dominieren besonders die hoch- und höherfesten Stahlwerkstoffe.

Präzisionsschmieden als Umformverfahren weit verbreitet

Ein weit verbreitetes Umformverfahren ist das Präzisionsschmieden zur Herstellung nahezu einbaufertiger Werkstücke (sogenannte Netshapes oder endkonturnahe Geometrien). Entscheidend ist dabei einzig die Genauigkeit, die erreicht wird. Die möglichen Toleranzen liegen mit ± 0,1 mm in den Bereichen IT8 bis IT6.

Das Präzisionsschmieden ermöglicht vor allem in der Warm-Kalt-Umformung oder in der Halbwarmumformung die Herstellung von hochfesten und komplexen Bauteilen. „Durch die Nutzung verfahrensspezifischer Gestaltungsfreiräume können am Bauteil zusätzliche Funktionen wie Taschen, Anschläge oder Ölnuten integriert werden“, sagt Dr. Stefan Witt, CTO der Sona BWL Präzisionsschmiede GmbH in Remscheid. Werden Präzisionsteile in einem einzigen Umformvorgang gefertigt, können nachfolgende, meist kostenintensive Arbeitsschritte, wie etwa die spanende Bearbeitung, eingespart werden.

Mit dem Taumelumformen zu höherer Produktivität

Das Taumelverfahren gilt als relativ unbekannte Kaltumformtechnik, bei der die Umformkraft stets nur auf eine Teilfläche des Werkstückes wirkt. Während das untere Gesenk das Rohteil gegen das obere Gesenk presst, führt letzteres eine kreisförmige, taumelnde Bewegung in einem bestimmten Winkel um die Taumelachse aus. Der Werkstoff wird dabei quasi in das Gesenk eingewalzt.

„Dadurch, dass immer nur auf eine Teilfläche des Werkstückes Kraft ausgeübt wird, ist die Reibung wesentlich geringer als beispielsweise beim Fließpressen und die maximal auftretende Spannung liegt nur unwesentlich über der der Fließspannung“, sagt Philipp Kauth, Umformexperte bei der Heinrich Schmid AG im schweizerischen Jona. So behält das Werkstück einen ungebrochenen Faserverlauf und erhält eine höhere Festigkeit sowie bessere Oberflächenqualität. Die Umformkraft ist etwa zehnmal kleiner als beim Fließpressen.

Taumelumformen spart bei Volkswagen 2000 t Stahl pro Jahr

Seit einigen Jahren hat sich die Volkswagen AG für das Taumelumformen von Differenzialkegelrädern entschieden. Heute werden täglich rund 10.000 solcher Kegelräder in Kassel produziert. Mit 55% weniger Material pro Kegelrad spart VW damit jährlich etwa 2000 t Stahl.

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