Wo Lorentzkräfte sinnvoll walten

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Kraft wirkt gemäß Spulenplatzierung

Um so Metalle umformen zu können, sind magnetische Drücke von mehreren 100 N/mm² nötig. Dafür sind gepulste Ströme im Bereich von 100 kA bis weit über 1000 kA gefordert. Das leistet der Pulsgenerator, der aus einer Kondensatorbatterie, einer Kondensator-Ladeeinrichtung und einem Hochstromschalter besteht. Die Entladefrequenz der Kondensatorbatterie liegt im Bereich zwischen 6 und 30 kHz, die Entladeströme, je nach Modell, erreichen 100 bis 2000 kA. Der Impuls und die daraus resultierende mechanische Energie lassen sich dabei über die Höhe der Kondensatorladung exakt einstellen.

Je nach Position von Spule und Werkstück zueinander sind mit der EMPT verschiedene Fertigungsprozesse möglich. Umfasst die Zylinderspule das Werkstück, wirkt die elektromagnetische Kraft radial nach innen und komprimiert so das Werkstück beziehungsweise kann es auf einen Kern pressen. Befindet sich die Spule aber in einem Rohr, wirken die elektromagnetischen Kräfte radial nach außen und weiten das Rohr auf. Natürlich können auch flache Bleche auf diese Art umgeformt werden. Dabei treiben die elektromagnetischen Kräfte das Blech in eine Matrize und ersetzen den sonst üblichen Stempel.

Und mit den passenden EMPT-Werkzeugen kann auf diese Art und Weise auch während des Umformens geschnitten werden. So beinhaltet beispielsweise ein ausgeklügelter Fertigungsansatz zur Herstellung einer Crashbox zum eigentlichen EMPT-Formen das zeitgleiche EMPT-Schneiden der Anschlusslöcher, indem der innen liegende Dorn am Ende des Systems als Schneidmatrize fungiert.

Eine Spule für verschiedene Werkstücke

Bei konventionellen, formschlüssigen Fügeverfahren kann es außerdem an den Nahtbereichen der Kompressionswerkzeuge Probleme geben. Das sind Nachteile, die mit der berührungslosen EMPT nicht bestehen, weil man keine Hilfsstoffe benötigt. Und der Prozessschritt kann so unter sterilen Bedingungen geschehen, wie etwa beim Verschließen von gläsernen Medikamentenflaschen.

Auch das formschlüssige Fügen elektrischer Kontakte mittels EMPT lohnt sich. So weist die Fügestelle eine stärkere und gleichmäßigere Verpressung auf, als sie von mechanischen Verfahren erreicht wird. Die so erzielten elektrischen Übergangswiderstände mittels EMPT-gecrimpter Kabelanschlüsse etwa sind deshalb bis zu 50 % niedriger als die von konventionell hergestellten.

Die EMPT-Anlagentechnik besteht prinzipiell aus einem Pulsgenerator und dem eigentlichen Umformwerkzeug, der sogenannten Spule sowie gegebenenfalls aus einem Feldformer. Um den Effekt zu maximieren, muss der Abstand zwischen Spule und Werkstück möglichst klein sein. Damit bei verschiedenen Werkstückabmessungen dieselbe Spule benutzt werden kann, setzt PSTproducts Feldformer ein, welche die elektromagnetische Krafteinwirkung auf bestimmte Bereiche des Werkstücks konzentrieren.

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