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Umform-Simulation

Software sichert Presshärten digital ab

| Autor/ Redakteur: Michael Kerausch / Dietmar Kuhn

Presshärten, auch Hot Forming genannt, ist ein relativ neues Verfahren der Umformtechnik, das sich in den letzten Jahren im Karosseriebau etabliert hat. Es bietet nach Einschätzung der Experten ein großes Entwicklungspotenzial, insbesondere für die virtuelle Prozessauslegung. Im Vergleich zum herkömmlichen Tiefziehen sind die Prozesse beim Presshärten sehr viel komplexer, da zur mechanischen Umformung noch der Einfluss der Temperatur kommt.

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Das Presshärten oder Warmumformen hat sich in den letzten Jahren im Karosseriebau etabliert; der Prozess ist prädestiniert für die Simulation.Bild: Audi
Das Presshärten oder Warmumformen hat sich in den letzten Jahren im Karosseriebau etabliert; der Prozess ist prädestiniert für die Simulation.Bild: Audi
( Archiv: Vogel Business Media )

Für die Simulation des Umformprozesses beim Presshärten kommen auf die passende Software nicht wenige Besonderheiten zu. Denn dabei sind die thermischen und mechanischen Vorgänge zu koppeln. Zudem müssen die sich ständig ändernden Verhältnisse in der Platine, während des Transfers der Platine zum Werkzeug sowie bei Kontakt mit dem kühleren Werkzeug angemessen berücksichtigt werden.

Warmumformung verlangt einen zügigen Prozessverlauf

Dominiert wird das Presshärten von der hohen Temperatur, auf die die Platine aufgeheizt wird. Als Werkstoff kommt vorwiegend 22MnB5 zum Einsatz.

Dieser Werkstoff ändert seine mechanischen Eigenschaften signifikant bei höherer Temperatur. Die Platine ist dann weicher, das Formgebungsvermögen steigt und die erforderlichen Umformkräfte reduzieren sich. Gleichzeitig herrschen große Temperaturunterschiede zwischen Bauteil und Werkzeug.

Der Umform-Vorgang muss also zügig ablaufen, schließlich soll der Wärmeabfluss gering bleiben. Am Ende der Warmumformung wird das Bauteil rasch abgekühlt und seine Form dadurch gleichsam eingefroren beziehungsweise die Eigenschaften werden vergütet.

Presshärten erzeugt Bauteile mit hoher Festigkeit

Das Bauteil erhält auf diese Weise seine extrem hohe Festigkeit. Gleichzeitig treten durch diese Temperaturbehandlung Rückfederungseffekte in den Hintergrund. Die hohen Umform- und Abkühlgeschwindigkeiten haben allerdings ihren Preis, denn die Umformeigenschaften reagieren sensibel darauf. Aus diesem Grund ist es notwendig, die mechanischen Eigenschaften sowohl temperatur- als auch dehnratenabhängig zu betrachten (Bilder 1 und 2 – siehe Bildergalerie).

Vor- und Nachteile der Temperatur und Geschwindigkeit gegeneinander abwägen – hier eröffnet sich das Betätigungsfeld für die Simulation.

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