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Temperierte Innenhochdruck-Umformung

Schneller und energiesparender Prozess für die Warmumformung

| Autor/ Redakteur: André Albert und Annedore Munde / Dietmar Kuhn

Ein neues Verfahren zur temperierten Innenhochdruck-Umformung (IHU) von Edelstahlrohren sowie die Entwicklung der dafür notwendigen Werkzeugtechnik sind die Basis für eine deutliche Verkürzung der Prozesskette. Der Prozess wurde anhand einer Modellgeometrie und warmumgeformte Abgasbauteile dargestellt.

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Bild 1: Am IWU entwickelte warmumgeformte Bauteile mit pressgehärtetem Wellenrohr, Modellgeometrie zur Aufnahme von Werkstoffkennwerten, Abgasbauteil und Crashbox.
Bild 1: Am IWU entwickelte warmumgeformte Bauteile mit pressgehärtetem Wellenrohr, Modellgeometrie zur Aufnahme von Werkstoffkennwerten, Abgasbauteil und Crashbox.
( Bild: Fraunhofer-IWU )

Das Innenhochdruck-Umformen (IHU) stellt heute in der Automobilindustrie zur Herstellung von Bauteilen in der Abgasführung und für Fahrwerks- und Hilfsrahmenkomponenten eine etablierte Produktionstechnologie dar. Insbesondere im Abgasbereich werden häufig Edelstahllegierungen wie 1.4509 eingesetzt. Aufgrund der begrenzten Umformbarkeit werden diese jedoch meist in mehreren Umformstufen mit zwischengeschalteten Glühprozessen hergestellt (Bild 1).

Kürzere Prozesskette reduziert Energieverbrauch

Das ist sehr energieintensiv. Um wirtschaftlich günstiger produzieren zu können, muss die Prozesskette verkürzt werden. Die Alternative kann zukünftig ein temperierter Umformprozess sein, durch den IHU-Vorformen und Glühprozesse entfallen. Durch eine Erhöhung der Umformtemperatur, beispielsweise auf circa 850 °C bei der Umformung von 1.4509, kann das Umformvermögen maßgeblich verbessert werden.

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Das haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam mit der Salzgitter Hydroforming GmbH in einem Forschungsprojekt demonstriert, welches aus Mitteln der Europäischen Union und des Freistaates Sachsen finanziert wurde.

Abgestimmte Anlagen- und Werkzeugtechnik sichern den Prozess

Wesentliche Herausforderungen für die Realisierung von IHU-Prozessen bei Umformtemperaturen bis zu 1100 °C sind die Bauteilerwärmung und die Prozessführung. Die Werkzeuge selbst können im Vergleich zur Umformung von Aluminium und Magnesium aufgrund der geforderten Temperaturen nicht auf Umformtemperatur erwärmt werden. Deshalb ist die Basis für einen sicheren temperierten Umformprozess eine speziell dafür definierte Anlagen- und Werkzeugtechnik.

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