Isotherme Innenhochdruckumformung geschlossener Profile

Von:

Mike Kamaliev

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Die Warmumformung von Blechwerkstoffen gilt als konventionelles Verfahren zur Herstellung hochfester und komplexer Strukturen. Durch die Übertragung der Prozessmechanik auf die Innenhochdruckumformung können neue Anwendungsbereiche erschlossen werden. Ausgehend von diesem Stand wurde das neue Verfahren der Isothermen-Hochtemperatur-Pneumoumformung entwickelt. Bei diesem Prozess werden Rohre konduktiv erwärmt und mittels Innendruck ausgeformt. Die Werkstücktemperatur wird dabei nahezu konstant gehalten. Nach der Formgebung können die Bauteile durch das Umformmedium abgeschreckt und gehärtet werden. Zur Bestimmung erforderlicher Kennwerte für eine numerische Prozessmodellierung wurden neue Methoden zur Werkstoff-charakterisierung entwickelt. Der Hot-Tube-Bulge-Test und der Pressurized-Tube-Tensile-Test ermöglichen die Aufnahme von Grenzformänderungskurven unter prozessnahen Bedingungen. Weiterhin eignet sich der Hot-Tube-Bulge-Test zur Aufnahme von Fließkurven. Ausgehend von den ermittelten Materialkennwerten wurde die Isothermen-Hochtemperatur-Pneumoumformung numerisch modelliert und anhand geometrischer Kennwerte validiert. Der Einfluss des Innendrucks, der Werkzeuggeometrie und der Belastungszeit auf den Umformprozess wurden quantifiziert. Weiterhin konnten in Abhängigkeit von der Werkzeuggeometrie und dem Innendruck erfolgreich Prozessfenster aufgestellt werden.