IHU

Innenhochdruck-Umformung muss mehr als nur Hochdruck bieten

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Doch das Lasern alleine reicht nicht, um den IHU-Bauteilen die gewünschte Präzision zu vertretbaren Kosten zu geben. „Dualphasenstahl hat ein extremes Rückfederungsverhalten, das mit den klassischen mikrolegierten Stählen überhaupt nicht vergleichbar ist“, sagt der Manager von Finow Automotive. In der Prozesskette werde deshalb pro Umformschritt der spezifische Beitrag der Rückfederung berücksichtigt. „Rückfederungskompensation ist enorm wichtig“, berichtet Lindenlauf. Deshalb werde jede Charge vermessen und die Messwerte würden für den jeweils nachfolgenden Prozess als neue Eingangswerte berücksichtigt.

Hochfeste Stähle fordern Innenhochdruck-Umformung heraus

Diese Herausforderungen durch höchstfeste Stähle und Aluminium erwartet Lindenlauf auch künftig. Weitere IHU-Trends sieht er unter anderem bei einem veränderten Materialmix, modular aufgebauten IHU-Werkzeugen und der Verwendung von Standardkomponenten hierfür, wirtschaftlichere Pressen durch geringere Taktzeit und Nebenkosten sowie bei den Bauteilen das Ausschöpfen der Potenziale im Material sowie angepasste Rohrgeometrie und Fertigungskonzepte.

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Die Hochdruckanwendungen über die IHU hinaus erläuterte Dr. Mario Lindner, Product Development Manager bei Linamar, am Beispiel von Leichtbau-Nockenwellen. Das Unternehmen hat unter anderem zwei IHU-Verfahren entwickelt, um sie herzustellen: im Gesenk umgeformt und gefügt sowie durch sequenzielles Umformen im und Fügen am Rohr. Beim IHU-Fügen werden die Nocken angelegt, anschließend wird der Druck erhöht, bis sich Rohr und Komponente gemeinsam aufweichen. Wichtig ist dabei, dass die Komponente noch plastisch bleibt. „Beim Rückführen des Drucks gibt es eine Rückfederung, damit wird im Endeffekt ein normaler Pressvorgang erzeugt“, sagt Lindner.

Auf der Maschinenseite hat der Pressenhersteller AP&T einen Ansatz zur Kombination von IHU und Warmumformung von Aluminium vorgestellt. „Wir beschäftigen uns mit hochfesten 6000er- und 7000er-Aluminiumlegierungen, das hat auch sehr viele Ähnlichkeiten mit dem Presshärten von Stahl“, erläutert Dr. Christian Koroschetz, CTO des schwedischen Unternehmens. Beim Aluminium findet das Härten im Gegensatz zum Stahl aber in einem nachgelagerten Alterungsprozess statt. Das bedeutet auch, dass sich über bestimmte nachgeschaltete Prozesse der Temperierung unterschiedliche mechanische Eigenschaften einstellen lassen.

Innenhochdruck-Umformung hat auch ihre Stärken

Im Vergleich unterschiedlicher Umformverfahren für Aluminium sieht Koroschetz die Stärke der IHU bei Formgebung und Oberflächenqualität, dafür Schwächen bei den Zykluszeiten. Einwände gegen die Geometriegenauigkeit will er nicht einfach gelten lassen. „Da hängt viel von dem Abkühlprozess ab, man hat Möglichkeiten, die Toleranzen zu beeinflussen“, sagt er.

Ein erstes Kundenprojekt dieser Art hat AP&T beim britischen Automobilzulieferer Cipco umgesetzt, im kommenden Jahr soll eine Demonstrationsanlage zu diesem neuartigen Verfahren in Schweden eröffnet werden. Als ein heikler Punkt hat sich hier das homogene Auftragen des Umformschmierstoffes herausgestellt. „Klassische Schmiermittelsysteme funktionieren hier nicht, man muss sich eher an Lackiersystemen orientieren“, berichtet Koroschetz. Außerdem sei eine genaue Prozessüberwachung wichtig.

An welchen Erweiterungen für die IHU das Fraunhofer-IWU derzeit forscht, zeigten Markus Werner, Abteilungsleiter Wirkmedienumformung und Werkzeugkonzepte, und André Albert, Gruppenleiter Wirkmedienumformung am Institut. So haben die Chemnitzer beispielsweise bereits an den Nockenwellen von Linamar mitgearbeitet. Ein anderes Anwendungsbeispiel sind Rotorblätter aus Stahl für Vertikal-Windturbinen, die mittels Biegen, Laserschweißen und IHU günstiger als mit faserverstärkten Kunststoffen zu fertigen sind. Außerdem untersuchen die IWU-Forscher die IHU von Leichtmetallen, die Verfahrenskombination IHU und Presshärten bei Stahl und hybride Prozessketten mit der Kombination von IHU und Spritzgießen, teils auch mit Tiefziehen.

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 Stéphane Itasse

Stéphane Itasse

MM MaschinenMarkt