Warmumformung für maßgeschneiderte Bauteileigenschaften

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Das Umformwerkzeug selbst hat in der gesamten Prozesskette eine zentrale Bedeutung. Es hat einerseits die Aufgabe, die Teilegeometrie exakt zu erzeugen, und andererseits werden im gleichen Werkzeug über den dort ablaufenden thermischen Prozess die Bauteileigenschaften eingestellt. Doch allein mit der Umformung ist die Prozessbetrachtung nicht abgeschlossen.

„Letztendlich wird zukünftig auch die Entwicklung und Optimierung des Beschneidprozesses bei der Warmumformung eine wichtige Rolle spielen, da dieser ganz wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der gesamten Prozesskette beiträgt. Ankonstruktionen beziehungsweise Platinenzuschnitte müssen so gestaltet werden, dass ein der Umformung nachgelagerter Beschneidprozess weitestgehend entfällt“, ergänzt Lenze.

Forschung nimmt die Herausforderung an

Auch Steinhoff ist der Auffassung, dass die Herausforderungen vielfältiger Natur sind: Prozessprognose, Regelung, Visualisierung, Sensorik, Qualitätssicherung beispielsweise. „Nicht umsonst gruppieren sich aktuell Forschungsnetzwerke und hoch spezialisierte Forschungsstandorte, um diesen Herausforderungen entsprechende Antworten entgegenzusetzen.“

Allein im Umfeld der Universität Kassel sind es neben dem Lehrstuhl das Metakus, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanzierte Sonderforschungsbereich Transregio 30 oder das Swedish-German Centre of Excellence for Hot Sheet Metal Forming of High-Performance Steel CHS2, die sich mit der Thematik beschäftigen. Die vom 22. bis zum 24. Oktober 2008 in Kassel stattfindende 1st International Conference on Hot Sheet Metal Forming of High-Performance Steel CHS2 übertreffe mit aktuell fast 80 bereits registrierten Teilnehmern alle Erwartungen, erklärt Steinhoff.

Energetische Betrachtung des Umformprozesses

Neben der Prozessbeherrschung ist auch die Energiebilanz eine Herausforderung. Die Warmumform-Spezialisten sind sich einig. „Die energetische Betrachtung thermo-mechanisch gekoppelter Fertigungsprozesse ist ein wirklich vernachlässigter Bereich“, konstatiert Steinhoff. Das vordergründige Argument, dass die prozesstechnische Notwendigkeit von Wärme im Vergleich zu konventionellen Kaltumformverfahren immer zu einer ungünstigeren Energiebilanz führe, sei schlicht und einfach falsch.

„Im Gegenteil, bei einer sorgfältigen Auswahl der Prozessparameter erweisen sich solche Prozesse im Hinblick auf den notwendigen Energieeinsatz im Vergleich zu eben solchen Kaltprozessen oder im Vergleich zu sequenziellen thermischen und mechanischen Prozessfolgen als wesentlich effizienter“, ist sich Kurt Steinhoff sicher.

Auch Stahl-Kenner Lenze sieht den Prozess komplexer: „Zur energetischen Betrachtung von Umformprozessen muss immer die gesamte Prozesskette herangezogen werden.“ Aufgrund der vergleichsweise geringen Umformkräfte und der nicht notwendigen Kalibrieroperationen bei der Warmumformung komme es gegenüber der Kaltumformung zu einer Energieeinsparung. Der bei der Warmumformung notwendige Aufheizprozess müsse dazu in Relation gesetzt werden. Durch neue Aufheiz-Prozesse mit sehr hohen Wirkungsgraden lasse sich die Energiebilanz bei der Warmumformung künftig noch deutlich verbessern.

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