22. JUNI 2018

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In einem Schritt


Fokus

Prozess- und Maschinenwechsel kosten Zeit und Präzision. Das IFUM Hannover hat ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, gleich in der Tiefziehpresse zu schweißen, und wurde dafür mit einem Preis geehrt.
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Für die Herstellung von Blechbauteilen, von Getränkedosen bis hin zu Karosserieteilen, ist das Tiefziehen das am weitesten verbreitete Fertigungsverfahren. Für die weitere Verarbeitung waren bisher einzelne Prozessstufen erforderlich: So benötigten Schalldämpfer im Abgasbereich von Verbrennungsmotoren für die Automobilbranche bisher insgesamt fünf einzelne Schritte, bis die gewünschte Baugruppe verschweißt und zum Einsatz bereit war. Das vom Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen an der Leibniz Universität Hannover entwickelte Schweißen im Tiefziehprozess stellt einen neuen Ansatz dar, die verzweigten Prozessketten, die mit unwirtschaftlichen Prozessschritten in der Fertigungs- und Transportlinie einhergehen, zu optimieren.

Bei bisherigen Anwendungen thermischer Fügeverfahren in der Presse wurde nach dem eigentlichen Tiefziehen ein nachgelagerter Prozessschritt für das Fügen genormter Funktionselemente, wie Muttern, benötigt. Im Rahmen dieses Forschungshabens wird ein Werkzeugsystem vorgestellt, mit dem es möglich ist, während des einstufigen Tiefziehens das Ziehteil ohne zusätzliche Verweilzeit in der Presse mit einem automatisch zugeführten, nicht genormten Halter zu verschweißen. Zur Umsetzung dieser Werkzeugentwicklung wurden die Interdependenzen der beiden Prozesse Tiefziehen und Buckelschweißen berücksichtigt, um spritzerfreies Schweißen im ebenen und im gekrümmten Bauteilbereich, wie die Stempelkantenrundung, zu ermöglichen. Spritzer verhinderten bislang eine Integration ins Umformwerkzeug. »Jetzt ist es uns gelungen, das Buckelschweißen spritzerfrei weiterzuentwickeln und direkt in die Ziehstufe zu integrieren«, freut sich Dr. Sven Hübner vom IFUM. »Endlich können wir alle Prozessoperationen in einem einzigen Werkzeug vereinen, um damit hochpräzise Werkzeuggruppen zu fertigen.«

Basierend auf experimentellen Untersuchungen wurde hierfür ein spezielles Konzept zur Werkzeugkinematik für die Schweißelektroden erarbeitet, das auf der Pressenkinematik basiert. Dadurch wird der Fügeprozess unabhängig vom Pressentyp ermöglicht. Des weiteren wird einerseits auf die elektrische Isolation und andererseits auf die Umformkräfte, die auch auf die Schweißelektroden, die einen Teil der Aktivfläche des Umformwerkzeuges bilden, eingegangen.


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