Integration des Laserschweißens in den Stanz-Biege-Prozess

Profilherstellung Integration des Laserschweißens in den Stanz-Biege-Prozess

01.03.2011Redakteur: Annedore Munde

In unterschiedlichsten Anwendungsbereichen der Automobiltechnik und in vielen anderen Branchen werden Ringe, Buchsen und Hülsen sowie beliebig geformte geschlossene Profilstücke aus Metall verbaut. Mit einem Produkt aus der Stanz- und Biegetechnik können nun deutlich Kosten gespart werden.

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Im vergangenen Jahr hat ein im Sauerland ansässiger Hersteller von Stanz- und Umformteilen, die Dömer GmbH & Co. KG, auf der Suche nach einer wirtschaftlichen und effizienten Herstellung von Ringen, Buchsen und Hülsen den aus Bandmaterial gebogenen und lasergeschweißten „Dömerring“ entwickelt. Er verspricht im Vergleich zu konventionell hergestellten Rohrabschnitten eine höhere Funktionalität.

Idee für den Dömerring

Im ersten Verarbeitungsschritt wird ein Metallband abgelängt und um einen Kern gebogen. Die beiden Enden stehen entweder schlitzförmig voreinander oder werden durch eine Verclinchung formschlüssig miteinander verbunden. Dieses Verfahren ermöglicht die kostengünstige Herstellung unterschiedlicher Profilgeometrien und -abmessungen aus beliebigen Materialien.

Kommt es zusätzlich auf hohe Festigkeiten und Dichtheit der Ringe an, muss eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Enden hergestellt werden. Hier setzt die Idee des Dömerringes an: das integrierte Verfahren zum Stanzen-Biegen-Laserschweißen.

In einem integrierten Prozess wird vom endlosen Metallband ein Bandabschnitt unter Ausbildung von Stoßkanten und – falls gewünscht – auch mit beliebigen Lochbildern gestanzt, in einem mehrstufigen Biegeprozess um einen Kern zur Hülsen- oder einer beliebigen Profilform gebogen und an den Stoßkanten durch eine Laserschweißnaht zu einem geschlossenen Profil zusammengefügt.

Kostenvorteile und Funktionalität bei der Serienfertigung komplexer Rohr- und Profilstücke

Marktanalysen des Unternehmens haben gezeigt, dass das Verfahren deutliche Kostenvorteile bei der Serienfertigung komplexer Rohr- und Profilstücke aufweist. Die Komplexität und damit die Kosten zur Herstellung eines Rohr- oder Profilstücks sind von folgenden Parametern abhängig:

Umfang der Endenbearbeitung: Sind Fasen oder sonstige geometrisch bestimmte Konturen an den Bauteilenden des Rohrstücks erforderlich, werden diese in der konventionellen Rohrstückherstellung nach dem Ablängen des Rohrstücks angedreht oder angewalzt. In dem von Dömer entwickelten integrierten Verfahren Stanzen-Biegen-Schweißen können die Fasen im integrierten Stanzprozess angeprägt werden, es ist kein separater Arbeitsgang erforderlich.

Komplexes Profil: Bei sehr komplexen Profilen sind Sonderwerkzeuge erforderlich, um diese Profile konventionell herzustellen. Die Prozessgeschwindigkeit ist geringer als bei der konventionellen Rundrohrfertigung. Das Ablängen der Langprofile ist in der Regel ein separater Arbeitsgang. Das neue Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Profilform nur unwesentlich die Werkzeugkosten und Prozessgeschwindigkeit beeinflusst und somit als kostenneutral zu bezeichnen ist.

Große, dünnwandige Profile: Bei großen Durchmessern in Kombination mit dünnen Wandstärken wird häufig das Tiefziehen aus Flachstahlband als Herstellverfahren angewandt. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem prozessbedingt Stanzschrott anfällt. Die Materialeinsatzkosten sind vergleichsweise hoch, die Prozessgeschwindigkeiten vergleichsweise niedrig, sodass das Tiefziehen von großen dünnwandigen Ringen deutliche Kostennachteile gegenüber dem integrierten Stanzen-Biegen-Schweißen hat.

Bearbeitungen in der Mantelfläche: Bearbeitungen in der Mantelfläche wie Lochbilder und ähnliches können in der konventionellen Rohrstückbearbeitung häufig nur in einem separaten Arbeitsgang eingebracht werden. In dem vorgestellten Verfahren geschieht diese Bearbeitung kostenneutral im integrierten Stanzprozess.

Spezielle Materialgüten: Rohre aus speziellen Materialgüten werden von Rohrherstellern zum Teil gar nicht gefertigt. Beim Dömerring können alle schweißbaren Stahlgüten verarbeitet werden, die als Bandmaterial am Markt verfügbar sind. Das Angebot an Materialgüten im Flachbandbereich ist sehr umfangreich und ermöglicht dem Konstrukteur und Entwickler bei der Bauteilgestaltung in Verbindung mit dem vorgestellten Verfahren eine höhere Flexibilität in der Materialauswahl.

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