Aktuelle Forschungs- und Transferprojekte

Forschungsprojekt Hochgeschwindigkeits-Hochdruckumformen

Entwicklung einer Vorrichtung und Verfahren zum
Hydraulischen Hochgeschwindigkeits-Hochdruckumformen

Kurzbeschreibung

Das lnnenhochdruckumformen (IHU) von Blechen, Rohren und Profilen ist ein wichtiges Fertigungsverfahren, um dünnwandige und hochkomplexe Leichtbaugeometrien herzustellen. Allerdings ist die Entwicklung neuer Bauteile recht aufwendig und die Maschinenkosten sind, aufgrund der hohen Zuhaltekräfte, recht hoch.

In den letzten Jahren sind verstärkt Umformprozesse, mit hohen Umformgeschwindigkeiten, in der Entwicklung. Als Antriebe dienen unter anderem beschleunigte Plunger, Lichtbögen, Sprengstoffe oder elektromagnetische Felder. Vorteile der Hochgeschwindigkeitsumformung sind beispielsweise hohe erreichbare Formänderungen und Formgenauigkeiten, die Reduzierung von Falten oder Einschnürung und geringere Taktzeiten.

An der Fachhochschule Südwestfalen Fachgebiet für Umformtechnik und Fügetechnik wurde eine Erfindung gemacht, die diese Vorteile durch ein hydraulisches Antriebskonzept realisiert: Das hydraulische Hochgeschwindigkeits-Hochdruckumformen (HGU). Durch die Verwendung handelsüblicher Industriehydraulik anstatt von Sprengstoffen wird die Sicherheit erhöht, der Druckimpuls steuerbar und die Kosten gesenkt, da die Bauteile standardisiert und Mitarbeiter bereits geschult sind. Ferner ist eine größere Werkstoffbandbreite gegenüber dem elektromagnetischen Umformen verwendbar, da nur elektrisch gut leitende Werkstoffe effizient umformbar sind.

Mit der bestehenden Anlage konnten bereits Vorteile gegenüber dem klassischen IHU nachgewiesen werden, jedoch ist die Markfähigkeit aktuell nicht gegeben. Unter anderem ist der Druckanstieg zu langsam und die Druckamplitude ist zu niedrig, um die möglichen Vorteile auszuschöpfen. Zudem erfolgt das axiale Nachschieben des Rohres aktuell vor der Umformung, was synchron zur Aufweitung erfolgen sollte.

Innerhalb des Projektes wird die bestehende Anlage umfassend erweitert und umgebaut. Für einen schnelleren und höheren Anstieg des Druckes wird ein neuer Hauptantrieb beschafft. Der vorhandene Hauptantrieb wird als Antrieb für das dynamische Nachschieben verwendet. Um den besonderen Randbedingungen der HGU gerecht zu werden, wird das gesamte Werkzeug neu konstruiert und gefertigt.

Leiter / Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Matthias Hermes

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Tobias Wieseler
Matthias Vollmer

Ausführende Stellen

Fachbereich Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften, Meschede

Drittmittelgeber / Förderung

Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, EFRE-0400351

Laufzeit

01.03.2021 bis 31.12.2022