20. NOVEMBER 2018

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Leicht ist schwer


Future

›Eine Neue Dimension der Rohrumformung‹ nennt Transfluid sein neues, inkrementelles Verfahren zur Umformung hoch- und höchstfester Rohre. Ein wesentlicher Beitrag zum Thema Leichtbau.

Mit der bisherigen, konventionellen Technik können unter Anwendung verschiedener Verfahren nahezu alle Anforderungen an die Rohrumformung erfüllt werden. Transfluid hat sich in diesem Segment eine führende Marktposition erarbeitet.

Zunehmend verändern sich allerdings die Werkstoffe. Immer häufiger werden gängige Stahlsorten von hochfesten und höchstfesten Stählen abgelöst, die einen konsequenten Leichtbau ermöglichen. Vor allem im Automotive-Bereich tut sich hier einiges. Die Produkte aus diesen neuen Werkstoffen sind stärker belastbar und trotzdem sehr viel leichter. Gleichzeitig wird Material in nicht unerheblichem Maße eingespart.

Hochfest heißt auch resistent gegen gewollte Umformungen

Leider widerstehen diese Materialien auch allen gewollten Verformversuchen recht hartnäckig. Herkömmliche Umformverfahren stoßen deshalb sehr schnell an ihre Grenzen oder sind überfordert. Daher setzen Transfluid und das Institut für Umformtechnik und Leichtbau der Technischen Universität Dortmund auf ein neuartiges Verfahren: die inkrementelle Umformung. Hierbei handelt es sich um eine graduelle, übergangslose Umformung. Diese Lösung eröffnet völlig neue Möglichkeiten.
Bereits seit 2009 arbeitet Transfluid in einem Kooperationsprojekt mit der Technischen Universität Dortmund an der Entwicklung eines solchen Verfahrens zur industriellen Nutzung und einer Maschinentechnik zur Kaltumformung von Rohren. Damit können variable Querschnittsverläufe auf der Längsachse hergestellt werden.

Wie man es richtig macht

Sehen wir uns den Vorgang der inkrementellen Rohrumformung und seine Vorteile einmal genauer an:

-Ein Rohr wird von einem ›Pusher‹ durch ein das Rohr umlaufende Drück- oder Rollwerkzeug geschoben.

-An dem Werkzeug sind mehrere radial einstellbare Drückrollen installiert, die rollierend in das Rohr drücken und den Werkstoff dadurch lokal plastifizieren.

-Das Drückwerkzeug umläuft das Rohr mit einer variabel einstellbaren Umdrehungsgeschwindigkeit. Dadurch erfolgt eine partielle Querschnittsverjüngung des Rohres. Das Ausmaß dieser Querschnittsverjüngung hängt von der jeweiligen Zustellung der Drückrollen ab.
Dabei kann ein und dasselbe Werkzeug für unterschiedliche Rohrgrößen verwendet werden. Die Werkzeuge sind, da sie auf dem Werkstück abrollen, nahezu verschleißfrei.

-Während der Umformung wird die lokale Plastifizierung des Werkstoffs in der Umformzone genutzt, um durch einen Biegekopf ein Biegemoment in den Prozess zu überlagern. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, im reduzierten Bereich Bögen ohne materialspezifische Einflüsse (zum Beispiel Rückfederung) herzustellen.

-Eine siebenachsige CNC, bei der alle Achsen gleichseitig fahren können, sichert einen wiederholgenauen Prozess ab.

Interessanter Nebenaspekt: Bei dieser Art der Verformung gibt es im lokal reduzierten Rohrbereich keine Veränderung der Wandstärke. Dies ist insbesondere für nachfolgende Hydroformoperationen sehr wichtig.
Dieses inkrementelle Umformungsverfahren eröffnet darüber hinaus aber auch völlig neue Möglichkeiten:

-Hoch- und höchstfeste Werkstoffe (Bruchdehnung < 5 %, Festigkeit bis 1500 Mpa) können kalt umgeformt werden.

-Biegeradien von 1 x D und kleiner sowie Freiformradien können ohne jegliche Rückfederung mit höchster Genauigkeit im laufenden Prozess geformt werden.

-Eine geringe Ovalität des Bogens kann unter minimaler Wandstärkenschwächung erzielt werden.

Rohrumformung der Zukunft

Die neue Technik zur inkrementellen Rohrumformung ist eine weltweite Innovation. Alle bisher durchgeführten Versuche haben extrem positive Resultate geliefert, sodass dieses Verfahren inzwischen als Patent angemeldet ist.

Transfluid arbeitet zur Zeit an der Entwicklung und dem Aufbau einer Serienanlage für das inkrementelle Umformen von Rohren bis zu einem Durchmesser von 90 mm. Solche bedarfsgerecht hergestellten Rohre (Tailored Tubes) werden künftig eine wichtige Rolle bei hochanspruchsvollen industriellen Produkten spielen.

Mit dieser Innovation in der Rohrumformung bietet Transfluid also eine hochinteressante Lösung für das Biegen höchstfester Rohre.

www.transfluid.de

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