Für das Warmumformen von Blechteilen entwickelte Müller Weingarten ein neues Erwärmungsverfahren und eine neue Werkzeugtechnik. Beides wirkt sich positiv auf Ausstoß und Kosten aus.
Die Warmumformung, auch Presshärten genannt, ist eine der Trend-Techniken für die Herstellung von Strukturteilen im Automobilbau. Steigender Kostendruck in diesem Bereich erfordert neue technische Ansätze und Lösungen. Mit einem neuartigen Erwärmungsverfahren und passender Werkzeugtechnik reduziert die Müller Weingarten AG, Weingarten, Anlagengröße und Investitionskosten. Und dies bei gesteigerter Ausbringleistung.
Der Automobilbau nutzt die Eigenschaften warm umgeformter Bauteile, um die Steifigkeit der Fahrzeugstruktur und damit auch das Crashverhalten zu verbessern. So finden sich pressgehärtete Teile vor allem in der A- und B-Säule, der Dachverstärkung, im Rahmentunnel respektive in der vorderen Stoßfängeraufnahme sowie im Frontblech. Typische Materialien sind Borstahl-Legierungen. Die erreichbare Zugfestigkeit liegt über 1200 N/mm².
Klassische Warmumformanlagen, wie sie Müller Weingarten anbietet, basieren auf einer einfach wirkenden, hydraulischen Presse mit Ausfahrtischen links und rechts sowie Speicherantrieb. Die Mechanisierung beinhaltet Platinenlader, Markierstation sowie drei Roboter für das Teilehandling. Hinzu kommen der Ofen, eine Zentrierstation und eine Fertigteil-Abstapeleinheit. Allein die Ofeneinheit ist bis zu 30 m lang und hat einen nicht unerheblichen Anteil an der Gesamtinvestition der Anlage.
Hier setzt nun das neue Anwärmverfahren der Müller Weingarten Werkzeuge GmbH (MWZ), Weingarten, an: Warmumformung mit Hilfe konduktiver Erwärmung. Diese Art der Erwärmung erfolgt durch Stromzufuhr direkt in Werkzeugnähe. Ein Durchlaufofen erübrigt sich. Tests mit verschiedenen Materialien und Beschichtungen ergaben, dass nahezu alle ferritischen Legierungen eingesetzt werden können. Spezialbeschichtungen sind nicht zwingend erforderlich, was sich positiv auf die Materialkosten auswirkt. Da sich nur sehr wenig Zunder bildet, müssen die Teile nicht per Strahlanlage gereinigt werden.
Bei der konduktiven Erwärmung wird die zu erwärmende Platine als elektrischer Widerstand benutzt und direkt unter Strom gesetzt. Aufgrund des Elektronenflusses durch Gleichstrom in der Platine, zwischen Plus- und Minus-Pol, erwärmt sich das Blech homogen innerhalb von Sekunden auf Temperaturen von 1250 °C. Dabei ist unerheblich, ob die Platinen vorgeformt sind oder nicht.
Der Elektrodenstrom sollte primär durch einen gleichmäßigen Querschnitt fließen oder durch geschickte Kontaktierung für eine homogene Erwärmung manipuliert werden. Es lassen sich so auch Teilbereiche vorgeformter Platinen erwärmen und eine definierte Härteverteilung erzielen. Dies bietet den Vorteil, die gewünschte Härte nur an den Stellen vorzuhalten, wo sie erforderlich ist. So können beispielsweise Rettungskräfte ihr Rettungswerkzeug an definierten Angriffspunkten der Blechkonstruktion ansetzen, um schnell und ohne die Werkzeuge zu zerstören ins Fahrzeuginnere zu gelangen. So können Leben gerettet und Rettungswerkzeuge wieder verwendet werden.
Um die Produktionsrate zu steigern, wurde ein neuartiges Werkzeugkonzept entwickelt, mit dem sich die Presshärtezeit wesentlich reduzieren lassen soll. Mit Hilfe isolierender Kühlplatten, die von Kühlmedium durchströmt sind, und eines speziellen Werkzeugdesigns sind laut Anbieter jetzt Abkühlzeiten in neuen Dimensionen möglich. Zudem erlaube die neue Technik durch modulare Bauweise Bauteiländerungen einfach einzuarbeiten. So sollen sich die Investitionskosten für die Werkzeugtechnik erheblich senken lassen. re
Abkühlzeit von Werkzeugen deutlich reduziert
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