Wirkmediengestützte Halbwarmumformung dünnwandiger Bauteile

Bauteile, die aus Stahl umformtechnisch problemlos gefertigt werden können, sind aus Leichtmetallwerkstoffen häufig nicht herstellbar. Die Ursache liegt in dem im Vergleich zu Stahl geringen Formänderungsvermögen. Aluminium- und Magnesiumlegierungen sind jedoch bei der Umsetzung des Leichtbaugedankens wichtige Werkstoffe. Am LUF Paderborn wird die Möglichkeit zur Erweiterung des umformtechnisch nutzbaren Bereiches durch Erhöhung der Umformtemperatur untersucht. Das Ziel dieser Arbeit lag darin, die Vorteile der Halbwarmumformung mit denen der wirkmediengestützten Blech- und Profilumformung zu kombinieren. Es wurde eine neuartige Erwärmungseinrichtung für die Durchführung von Zugversuchen entwickelt, die eine schlagartige Erwärmung der Zugprobe mittels Wärmeträgerflüssigkeit ermöglicht. Diese Anlage wurde zur Ermittlung von Werkstoffkennwerten unter realen Bedingungen hinsichtlich des Wärmeübergangs eingesetzt. Weiter wurde eine Umformanlage aufgebaut, die die Bereitstellung und Handhabung erwärmten Wirkmediums bei Hydroformverfahren erlaubt. Beim IHU-Aufweitstauchen wurde mit der Wirkmedientemperatur von 250°C ein maximales Aufweitverhältnis von 2,2 bei AlMg 3 erreicht. Dieser Wert liegt oberhalb des für Stahl bei Raumtemperatur einstellbaren Wertes. Das erstellte Grenzformänderungsschaubild zeigt eine Erweiterung des umformtechnisch nutzbaren Bereiches bei 250°C um den Faktor 2,5 gegenüber Raumtemperatur. Am Beispiel des hydrostatischen Streckziehens wurde die Erweiterung der Formgebungsgrenzen demonstriert. Es wurde unter gleichzeitiger Reduzierung von Druck und Zuhaltekraft ein verkleinertes Karosserie-Außenhautteil gefertigt, dessen Herstellung bei Raumtemperatur nicht möglich ist.