Innenhochdruckumformen Mittel- und Kleinserien von komplexen Blech-Bauteilen kostengünstig hergestellt

Autor / Redakteur: Jürgen Carl / Dietmar Kuhn

Das Innenhochdruckumformen von komplexen Bauteilen war bisher den großen Stückzahlen vorbehalten, denn die Kosten für die Anlagen und Formen sowie das Einrichten der Maschinen waren vergleichsweise hoch. Die Deutsche Mechatronics hat jetzt eine Innenhochdruckanlage entwickelt, mit der auch kleine und mittlere Serien wirtschaftlich gefertigt werden können.

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Die Deutsche Mechatronics GmbH hat für einen Anwender eine neue IHU-Anlage entwickelt, mit der sich auch Mittel- und Kleinserien wirtschaftlich produzieren lassen.Bild: Deutsche Mechatronics
Die Deutsche Mechatronics GmbH hat für einen Anwender eine neue IHU-Anlage entwickelt, mit der sich auch Mittel- und Kleinserien wirtschaftlich produzieren lassen.Bild: Deutsche Mechatronics
( Archiv: Vogel Business Media )

Einer der Weltmarktführer in der Medizintechnik ließ ein komplexes Spezialgehäuse für Röntgenröhren aus einzelnen, miteinander im Salzbad verlöteten Elementen herstellen. Es bestand aus einem zylindrischen Grundkörper aus Aluminium mit seitlichen Ausbuchtungen, Flanschen und Bohrungen.

Das Gehäuse diente dem mechanischen Schutz der innenliegenden Röntgenröhre aus Glas, absorbierte die für den Menschen gesundheitsgefährdende Strahlung, kühlte und isolierte die Strahlenquelle. Pro Jahr wurden etwa 2500 Stück nach der konventionellen Methode hergestellt.

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Ausgangsmaterialien der herkömmlichen Produktionsmethode waren rohrförmige Aluminiumhalbzeuge von etwa 150 mm Durchmesser, an die mehrere Elemente angesetzt wurden. Das Rohr musste an mehreren Stellen ausgeschnitten, die Flansche genau angepasst werden. Nach der mechanischen Bearbeitung wurden sie im Salzbad verlötet.

Aufgrund der komplex gebogenen Strukturen war es kaum zu vermeiden, dass sich einzelne Komponenten verzogen. Bei der hohen Anzahl der Fügestellen und der Kompliziertheit der dreidimensionalen Konturen waren bislang eine beträchtliche Ausschussquote und hohe Gesamtkosten die Folge. Außerdem war der Werkstoff Aluminium nur bedingt geeignet, denn Aluminium ist vergleichsweise durchlässig für Röntgenstrahlung.

Ein Experten-Team fand neue Umformlösungen

Um eine sichere Abschirmung der Strahlen zu gewährleisten, war deshalb eine aufwändige Bleiauskleidung erforderlich. Des Weiteren ist das Löten von Aluminium im Salzbad wegen der damit verbundenen Auflagen für den Umweltschutz ein erheblicher und zudem wachsender Kostenfaktor.

Um die Qualität zu steigern und die Kosten zu senken, sprach der Hersteller die Deutsche Mechatronics (DTMT) in Mechernich an, weil das Unternehmen seit Jahrzehnten über große Erfahrung mit der Konstruktion und Fertigung von Gehäusen verfügt. Als Systemlieferant nutzt das Unternehmen seine Kompetenz aus der Mechanik, der Verfahrens- und Strömungstechnik sowie der Elektrotechnik und Softwareentwicklung, um komplexe Aufgabenstellungen zu lösen.

Ein interdisziplinäres Team aus Konstrukteuren und Fertigungsspezialisten nahm die Herausforderung an und stellte alle herkömmlichen Verfahren in Frage. Ist Aluminium der richtige Werkstoff? Wie kann die Anzahl der Fügestellen reduziert werden? Muss überhaupt gelötet oder geschweißt werden? Und wie können die Kosten für die Zerspanung gesenkt und gleichzeitig das Qualitätsniveau gesteigert werden?

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