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Umformtechnische Verfahren ganz nahe an der Endkontur

| Redakteur: Dietmar Kuhn

Umformtechnisch hergestellte Bauteile sind meist Massenteile. Hersteller solcher Teile sind stets unter Druck, jeden Cent einsparen zu müssen. Das funktioniert einerseits nur über intelligente Bauteile, an denen Material eingespart wird, und andererseits über den Fertigungsprozess. Letzterer lässt sich über endkonturnahe Umformverfahren realisieren, die sowohl in der Massiv- als auch in der Blechumformung ihre Anwendung finden.

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Kalibriertes Gehäuseteil mit Stempel, bei dem eine hohe Genauigkeit mit einbaufertiger Oberfläche erreicht wurde; da beim Kalibrieren nur geringe Verformungen vorliegen besteht die Möglichkeit auch spröde Werkstoffe zu verarbeiten. Bild: Hochschule OWL
Kalibriertes Gehäuseteil mit Stempel, bei dem eine hohe Genauigkeit mit einbaufertiger Oberfläche erreicht wurde; da beim Kalibrieren nur geringe Verformungen vorliegen besteht die Möglichkeit auch spröde Werkstoffe zu verarbeiten. Bild: Hochschule OWL
( Archiv: Vogel Business Media )

Der harte Wettbewerb drängt Unternehmen dazu Fertigungsprozesse neu zu überdenken. Wirtschaftliche Produktionsverfahren, Werkstoffeinsparung – sprich Leichtbau – und kurze Durchlaufzeiten stehen auf der Unternehmer-Agenda ganz oben.

Dafür eignen sich insbesondere endkonturnahe Umformverfahren. „Die Umformtechnik war schon immer durch das Bestreben gekennzeichnet möglichst nahe die Endkontur zu erreichen“, konstatiert Prof. Friedhelm Jütte von der Hochschule Ostwestfalen-Lippe, der sich seit vielen Jahren der Umformtechnik widmet.

Demnach sind endkonturnahe Umformverfahren insbesondere wegen der hohen Energieeffizienz, der guten Materialausnutzung und der kurzen Hauptzeiten für die Fertigung interessant. „Die Entwicklungen hatten in den letzten Jahren verstärkt das Ziel einbaufertige Funktionsflächen ohne spanende Nachbearbeitung herzustellen“, weiß Jütte zu berichten.

In der Massivumformung konnten sich umformende Fertigungsverfahren aber bei Laufverzahnungen nicht durchsetzen. Vielmehr wird die Umformtechnik für die Herstellung von Zahnradvorformen eingesetzt. „Um jedoch die geforderte Genauigkeit zu erreichen“, sagt Jütte, „kommt als letzter Arbeitsgang die spanende Fertigung zum Zuge.“

Hohe Kräfte beim Umformen beeinträchtigen Genauigkeit

Ein Nachteil sieht der Umform-Professor jedoch in den hohen Kräften, wodurch sich die geometrieverändernden Größen während der Umformung direkt auf die Genauigkeit auswirken. Das ist auch der Grund, warum zahlreiche Versuche das Ziel hatten, die Umformung in zwei Stufen aufzuteilen.

Dabei wird die Geometrie in der ersten Stufe mit großen Umformkräften vorgeformt und in der Endstufe, dem so genannten umformenden Kalibriervorgang, die Endbearbeitung durchgeführt. „Da in dieser letzten, genauigkeitsbestimmenden Stufe bei kleinen Umformgraden nur geringe Kräfte auftreten, können die Genauigkeiten um einige Toleranzklassen verbessert werden“, erklärt Jütte.

Am Beispiel eines kalibrierten Stabilisatorgehäuses, das zu Anfang stranggepresst wurde, konnte durch eine anschließende Kalibierstufe die Genauigkeit und Oberflächengüte erheblich gesteigert werden. Als Kalibrierstufe konnte im Vergleich zum bisher angewandten Räumwerkzeug ein einfaches Umformwerkzeug auf einer hydraulischen Presse eingesetzt werden. „Bei der Auslegung der Kalibrierstufe und der Vorformkontur müssen halt bestimmte Regeln eingehalten werden, um ein fehlerfreies Ergebnis zu erhalten“, machte Jütte die Erfahrung.

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