IHU plus Wärme

IHU + Wärme, auf diese einfache Formel lässt sich das Heatforming herunterbrechen. Schuler und Heatform zeigten dazu am 5. April in Wilnsdorf ihr Kooperationsprojekt.

09. Juni 2006

Innenhochdruck-Umformen (IHU) ist inzwischen ein etabliertes Umformverfahren. Ein flüssiges Wirkmedium wird dazu unter hohem Druck in ein rohrförmiges Werkstück gepresst, dass eingespannt zwischen zwei ausgeformten Werkzeughälften in die Außenform gepresst wird. Das ganze spielt sich unter Raumtemperatur ab. Beim Heatforming kommt ein weiterer Parameter zum Tragen. Durch Erwärmung wird bei diesem Verfahren die Umformung rohrförmiger Halbzeuge mit größeren Verhältnissen von Wandstärke zu Durchmesser als bei Raumtemperatur möglich. So ermöglicht das Heatforming die Umformung dickwandiger Rohre, die sich konventionell nur mit Verfahren der Massivumformung verarbeiten lassen. Daher erweitert dieses Verfahren die Grenzen der wirkmedienbasierten Umformung in den Bereich der Massivumformung hinein.

Superplastisch

Das von der Heatform GmbH entwickelte Heatforming ist die konsequente Weiterentwicklung des IHU mit flüssigen Wirkmedien um die Wirtschaftlichkeit und Umformbarkeit der Hohlkörper mit Innendruck zu verbessern. Der Vorteil der superplastischen Umformung ist in dem langsamen Kriechen des Materials an der Werkzeugwand ohne Stauchkraft zu sehen. Für sehr dünnwandige Bauteile ist es oft die einzige Herstellmöglichkeit.

Das Verfahren

Wie ein Glasbläser erhitztes Glas in die gewünschte Form bringt, so lassen sich mit dem Heatforming Metalle umgestalten. Das Verfahren nutzt als Druckmedien Luft, Stickstoff oder Argon und erlaubt die Umformung von erwärmten (>?350?°C) metallischen Hohlkörpern, Rohren und Profilen mittels Innenniederdruck sogar mit Umformgraden von über 270 Prozent Umfangsänderung in einem Prozessschritt bei kurzen Taktzeiten. Dazu werden erwärmte Werkzeuge und Hohlkörper mit höchster Temperatur im Bereich der größten Umformung angewendet. Die Werkzeugtemperatur wird mit einem Thermoelement überwacht und geregelt. Die gewünschte Temperatur entlang des Hohlkörpers wird durch eine Induktiverwärmung erzielt. Qualitativ konnten auf Grund der gesammelten Informationen und Erfahrungen folgende Unterschiede zur Standard-IHU identifiziert werden: Geringere Zuhaltekräfte, bessere Integration in die Fertigungslinie, kleinere Werkzeuge, partielle Werkzeuge, kostengünstigere Werkzeuge, mehr Prozess­parameter (die die Umformung beeinflussen), kleinere Radien möglich, kürzere Taktzeiten, höhere Umformgrade ohne Zwischenglühen sowie größere Wanddicken.

Wirtschaftlichkeit

Die Entwicklung des Heatformings orientierte sich bisher an dem Nachweis der wirtschaftlichen Umformung von Geometrien, die in vielen Bauteilen wiederzufinden sind. Allerdings werden in der Regel heute diese Bauteile nicht aus einem Stück geformt, sondern aus verschiedenen Komponenten zusammengefügt. Das Heatforming ermöglicht es Konstrukteuren, mit neuen Ideen und Ansätzen Bauteile zu entwerfen, die aus Rohrprofilen gefertigt werden können. Erste Anwender haben diese Chance erkannt und werden in naher Zukunft Formteile fertigen, die bisher aus verschiedenen Elementen zusammengefügt wurden. Im Rahmen der ersten Serienfertigung werden die bisher erzielten Taktzeiten und das Handling weiter optimiert, so dass die »Boden-zu Boden-Zeiten« für die meisten Bauteile unter zwanzig Sekunden liegen werden.

Bild 1: Am 5. und 6. April konnten ca. 110 Besucher das Heatforming bei Schuler in Wilnsdorf hautnah erleben.

BackgroundKooperationspartner

Die Wiesbadener Heatform GmbH und die Schuler Hydroforming GmbH & Co. KG, Wilnsdorf, sind eine weit reichende strategische Kooperation für das Heatforming (Hot Expansion Air Technology Forming) eingegangen. Bei dieser neu entwickelten Technologie werden erwärmte Hohlkörper mittels Innenhochdruck umgeformt. Das Verfahren ermöglicht wesentlich höhere Umformgrade bei niedrigeren Kosten gegenüber konventionellen IHU-Anwendungen. Schuler Hydroforming bietet ab sofort weltweit exklusiv Fertigungsanlagen für das Heatforming an und wird Interessenten und Kunden mit Werkzeugbau, Prototyping und Lohnfertigung unterstützen.

Erschienen in Ausgabe: 06/2006