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Bleche unter Hochdruck

Fraunhofer-Forscher pushen die Hydro-Umformung von Blech & Co.

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
KOHLER Maschinenbau GmbH
MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung
FACCIN GmbH

Metall-Kunststoff-Hybride durch Verfahrenskombination

Und Metall-Kunststoff-Hybridbauteile werden heute auch schon in vielen Produkten eingesetzt. In der Automobilindustrie enthalten etwa die tragenden Strukturen der Instrumententafel (Cockpit-Querträger) und Baugruppen im Vorderwagen (Frontendträger) Bauteile mit fest verbundenen Kunststoff- und Metallelementen. Und sogar bei Möbelfüßen sind häufig Metall- und Kunststoffteile miteinander verpresst im Einsatz. Um die Hybride herzustellen, wird heute auf eine Verfahrenskombination aus Hydroforming und Spritzgießen zurückgegriffen. Dafür müssen aber zwei sehr unterschiedliche Prozesse mit hohen Anforderungen an Anlagentechnik, Prozessführung und Know-how auf einer Anlage zusammengeführt werden! Und das gehe einher mit hohen Investitionen in die Anlagentechnik und in die Werkzeuge. KMU könnten das oft nicht bezahlen. Daher hat das IWU mit der TU Chemnitz, dem Spritzgießer Schicktanz, IWC Engineering, einem Hersteller von Leichtbau-Hydroforming-Pressen und mit dem Industriedesigner Felix Monza eine neue Verfahrenskombination aus Hydroforming von Rohren und gleichzeitigem Fließpressen von Kunststoffkomponenten entwickelt.

Am besten nutzt man gleich Extrudate oder Spritzgussteile

Der wesentliche Unterschied zur Kombination aus Innenhochdruck-Umformen (IHU) und Kunststoff-Spritzgießen ist, dass der Kunststoff bereits als extrudiertes oder spritzgegossenes Halbzeug ins Werkzeug eingelegt und im Prozess nur umgeformt wird. So kann auf eine Spritzgießmaschine und auf eine aufwändige Anlagenkopplung verzichtet werden, wie die Forscher betonen. Im Rahmen des neu entwickelten Prozesses werden das Metallrohr und die Kunststoffkomponente gemeinsam erwärmt und in ein ebenfalls temperiertes Werkzeug eingelegt. Bei der Umformung des Metallrohres mittels Innendruck wird zwangsläufig auch das Kunststoffelement in die Form gepresst.

Bildergalerie

Sind bei dem Polymer komplexe Geometrien gefragt, können Werkzeugschieber sowie entsprechend vorgeformte Spritzgussteile eingesetzt werden. Auch die Integration zusätzlicher Bauteile (etwa Gewindeinserts – siehe letztes Bild in der Galerie) sei so möglich. Nach dem Abkühlen wird das hybride Teil aus dem Werkzeug entnommen. Die Prozessführung entspreche dabei im Wesentlichen einem klassischen IHU-Prozess. Als Wirkmedium für die Umformung kommt aufgrund der Werkzeug- und Bauteiltemperaturen gasförmiger Stickstoff zum Einsatz.

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