Umformtechnik Im Fluss profiliert

Fließformbiegelösung setzt neuen Standard bei der Profilerzeugung.

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Der derzeitige Stand auf dem Markt für Profilbiegemaschinen zeigt, dass es doch eine Menge unterschiedlicher Lösungen für einzelne Aufgaben gibt. Doch die Lösungsansätze sind so verschieden, dass sich ein Standard bislang nicht herauskristallisierte. Dieser soll aber jetzt mit einem neuen, inkrementalen Biegeverfahren gesetzt werden.Denn damit lassen sich jetzt erstmals auch Profile aus hochfesten Stählen und Aluminium prozesssicher umformen. Das Prinzip des Verfahrens beruht dabei auf einem in die Biegemaschine integrierten Walzwerk, welches die Wandstärke des Profils entsprechend der Krümmung auswalzt. Das Verfahren wird als Fließformbiegen bezeichnet und wurde von dem Erfinderunternehmen Klingelnberg GmbH weltweit zum Patent angemeldet. Die damit verbundene und völlig neuartige Umformtechnik unterscheidet sich von bisherigen Biegetechnik grundlegend, wobei dem bekannten Roll-Biegen ein Walz-Vorgang überlagert wird.Diese neue Kombination bietet Umformmöglichkeiten, wie sie bisher nicht erreicht werden konnten. Als Ergebnis stehen präzise, reproduzierbare Biegekonturen mit geringsten Eigenspannungen. Und damit kann eine breite Werkstoffpalette, angefangen von weichen NE-Metallen bis hin zu hochfesten Stählen, in Form gebracht werden. Rollierte Profile in geschlossener oder offener Ausführung, extrudierte Strangpressprofile oder Rohre in unterschiedlichen Querschnittsgeometrien werden mit dem Fließformbiegen gebogen.Zwei verschiedene Prozesse bringen Profile in FormDas Verfahren des Fließformbiegens lässt sich so beschreiben, dass ein offenes oder geschlossenes Profil im Biegekopf durch das Zusammenwirken mehrerer Rollen umgeformt wird. Das zu biegende Profil durchläuft beim Biegen zwei unterschiedliche Prozessebenen.So wird es in der Walzebene mit einer für den jeweiligen Radius berechneten Auswalztiefe asymmetrisch ausgewalzt. Aufgrund der so gezielt entstandenen Wandstärkenänderung ergibt sich die Längskrümmung des Profils. Bei geschlossenen Profilen überträgt ein im Profilinneren gehaltener Dorn die Kraft von der Walzrolle zur Mittelrolle. In der Biegeebene wird das Profil durch die Position der Biegerolle in seine exakte Form gebracht.In der Walzebene bestimmen die unterschiedlichen Radien von Mittel- und Walzrolle die Herz’sche Flächenpressung. Damit wird es möglich, den elastischen und plastischen Bereich beim umzuformenden Profil getrennt zu behandeln. Dadurch kann die Position der Biegelinie frei bestimmt werden. Durch den Walzprozess und den damit einhergehenden Gefügefluss entstehen quasi keine Eigenspannungen im Profil und das störende Rückfedern des Profils wird vermieden.Bei Materialien, die eine niedrige Fließgrenze haben, kann der Biegevorgang allein durch Auswalzen realisiert werden. Die Biegerolle übernimmt in diesem Fall nur eine Kalibrierfunktion. Bei Materialien mit hoher Fließgrenze, wie etwa hochfeste Stähle, ist eine Kombination von Auswalzen und Biegen mit Hilfe einer Biegerolle das beste Verfahren für den Biegevorgang. Das von Klingelnberg entwickelte Fließformbiegen nutzt so konsequent die induzierten Fließprozesse in der Walzebene, also in dem Bereich, in welchem die Umformung stattfindet. Diese Fließprozesse reduzieren die Biegewiderstände auf ein Minimum. Das sind die Voraussetzungen, unter denen auch hochfeste Stahlprofile prozesssicher gebogen werden können. Bei hochfesten Leichtmetallen wird beim Fliessformbiegen das Material in der Endfestigkeit umgeformt. Ein vorgeschalteter Wärmeprozess mit nachfolgendem Härten entfällt dabei.Die Vorteile, die sich aus dem neuen Fliessformbiegeverfahren erzielen lassen,sind vor allem:- Frei wählbare Biegekontur des Profiles ohne Ändern des Werkzeugsatzes.- Optimale Gefügestruktur mit geringen Eigenspannungen.- Prozesssicheres Biegen kleiner und großer Radien.- Biegen hochfester Legierungen bei Aluminium und Stahl.- Hohe Oberflächengüte.- Hohe Profilquerschnittstreue.- Hohe Biegegeschwindigkeit.Über diese fertigungstechnischen Möglichkeiten hinaus ist die Fließformbiegemaschine auch mit einem Bending-Scanner ausgestattet. Die Funktion beruht auf einem neuartigen optischen Messverfahren auf Basis der Lasertriangulation und ist ebenfalls zum Patent angemeldet.

Automatische Messablauf ist in die Anlage integriertDabei ist die komplette Messtechnik in einer kompakten Einheit untergebracht, die mit Hilfe eines integrierten Servoantriebs selbständig über die gesamte Länge des Biegeteils verfährt und dabei die Längskontur abscannt. Der automatische Messablauf gewährleistet eine komfortable und schnelle Messwertaufnahme an beliebig langen Profilen. Nach der Messwertaufnahme kann mit der spezifischen Software die Istgeometrie oder die Abweichung zur Sollgeometrie dargestellt und ausgewertet werden. Durch Rückführung der Messergebnisse an die Ma-schine können erforderliche Korrekturen berechnet und beim Biegeprozess berücksichtigt werden. Damit ist erstmals ein geschlossener Regelkreis in der Biegetechnik gegeben.