{"id":13408,"date":"2021-04-22T21:42:18","date_gmt":"2021-04-22T21:42:18","guid":{"rendered":"https:\/\/macrodynepress.com\/heisspraegen-101\/"},"modified":"2025-08-01T10:35:27","modified_gmt":"2025-08-01T10:35:27","slug":"heisspraegen-101","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/macrodynepress.com\/de\/heisspraegen-101\/","title":{"rendered":"Hei\u00dfpr\u00e4gen 101"},"content":{"rendered":"\t\t
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Was ist Hei\u00dfpr\u00e4gen?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Das Warmumformen, in Europa als Pressh\u00e4rten bekannt, und in Asien Hei\u00dfpressumformen, ist ein thermisches Umformverfahren f\u00fcr Bleche, bei dem w\u00e4hrend des Umformprozesses eine Umformung und eine metallurgische W\u00e4rmebehandlung erfolgen. Das Pressh\u00e4rten wurde urspr\u00fcnglich in den 1970er Jahren entwickelt, um landwirtschaftliche Werkzeuge aus geh\u00e4rtetem Stahl herzustellen, hat aber seitdem einen gro\u00dfen kommerziellen Einfluss auf die Herstellung von leichten und hochfesten Wei\u00dfkarosserien in der Automobilindustrie. Reduzierter Kraftstoffverbrauch und Fahrzeugsicherheit haben den universellen Einsatz von ultrahochfesten Stahlbauteilen durch das Aufkommen des Hei\u00dfpr\u00e4geverfahrens erm\u00f6glicht.<\/p>

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Die fr\u00fche Entwicklung und Weiterentwicklung des Warmumformens konzentrierte sich aufgrund der etablierten Verwendung und Verf\u00fcgbarkeit im Wei\u00dfk\u00f6rpersektor auf kohlenstoffarmen Mangan-Bor-legierten Stahl 22MnB5. Durch Erhitzen von 22MnB5-Blech auf \u00fcber 900 \u00b0C wird die Mikrostruktur des Metalls von ferritischem Stahl in austenitischen Stahl umgewandelt. Durch schnelles Abk\u00fchlen im Stanzwerkzeug wird die Stahlphase dann in Martensit umgewandelt, mit einer Festigkeit von bis zu 1500 MPa [220 KSI]. Inzwischen wurden h\u00f6here Kohlenstoffstahlsorten mit speziellen Beschichtungen und fortschrittlichen chemischen Zusammensetzungen entwickelt, die eine Festigkeit von bis zu 2000 MPa [290 KSI] und viele bedeutende Vorteile bei der Verarbeitung und den Materialeigenschaften aufweisen. <\/p>

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Das Hei\u00dfpr\u00e4gen erfordert eine programmierbare servohydraulische Presse mit schnellen Vorschubgeschwindigkeiten und Verweilzeit, um die Tonnage f\u00fcr Warmumform- und K\u00fchlprozesse wiederholbar zu steuern. Zu den Zusatzger\u00e4ten geh\u00f6ren typischerweise ein Rollenherd- oder Etagenofen zum Erhitzen des Blechs, Roboter f\u00fcr den Materialtransfer oder Zuf\u00fchrungen, ein Werkzeugk\u00fchlsystem und Teileschneidvorg\u00e4nge. Pressenrahmentyp, F\u00fchrungssysteme, Geschwindigkeiten, Tonnage, Materialzuf\u00fchrungsrichtung, schneller Werkzeugwechsel und au\u00dfermittige Belastungsf\u00e4higkeit m\u00fcssen alle sorgf\u00e4ltig bewertet werden, um sicherzustellen, dass eine Presse f\u00fcr spezifische Hei\u00dfpr\u00e4geanwendungen optimiert ist.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Hei\u00dfpr\u00e4gepressen<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Erfahren Sie mehr \u00fcber individuelle Macrodyne Hei\u00dfpr\u00e4gepressen<\/span><\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Material\u00fcberlegungen\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Jedes w\u00e4rmebehandelbare oder schwer umformbare Metall kann vom Hei\u00dfpr\u00e4gen profitieren, wenn die Herstellung komplexer hochfester Teile von Vorteil ist. Einige Beispielmaterialien sind in Tabelle 1 unten aufgef\u00fchrt.<\/p>

<\/p>Borlegierter Borlegierter Borlegierter
Festigkeit<\/strong><\/td> der<\/strong><\/td> Materialg\u00fcte<\/strong><\/td><\/tr>
Stahl, 0,22% C<\/td> 22MnB5<\/td> 1500 MPa<\/td><\/tr>
Stahl, 0,30% C<\/td> 30MnB5<\/td> 1800 MPa<\/td><\/tr>
Stahl, 0,37% C<\/td> 37MnB5<\/td> 2000 MPa<\/td><\/tr>
Aluminiumlegierung, Serie 6000<\/td> 6061-T6<\/td> 300 MPa<\/td><\/tr>
Aluminiumlegierung, Serie 7000<\/td> 7075-T76<\/td> 500 MPa<\/td><\/tr>
Magnesiumlegierung<\/td> AZ31B-H<\/td> 300 MPa<\/td><\/tr>
Titanlegierung<\/td> Ti-6Al-4V<\/td> 900 MPa<\/td><\/tr>
Kupfer-Nickel-Legierung<\/td> C71500<\/td> 500 MPa<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

Tabelle 1: Beispiele f\u00fcr Blechwerkstoffe zum Hei\u00dfpr\u00e4gen.<\/p>

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Nicht alle Metalle zeigen beim Warmumformen die hohe Festigkeitstransformation, die in Borst\u00e4hlen zu finden ist. Die Zugabe von Bor zu Kohlenstoffst\u00e4hlen f\u00f6rdert die Phasenumwandlung zu Martensit bei schneller Abk\u00fchlung. Stahlbleche, die nicht f\u00fcr die Phasenumwandlung legiert sind, k\u00f6nnen nicht auf ultrahohe Festigkeit geh\u00e4rtet werden, jedoch kann eine H\u00e4rteanpassung durch Zonenk\u00fchlung und Erw\u00e4rmung verwendet werden, um das Gef\u00fcge und damit die Materialeigenschaften zu steuern. Die meisten Nichteisenlegierungen zeigen eine begrenzte Verbesserung der H\u00e4rte, aber das Hei\u00dfpressen kann die Umformbarkeit komplexer Formen verbessern, das Zur\u00fcckfedern eliminieren und Fehler in vielen Anwendungen reduzieren.<\/p>

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Korrosion, Entkohlung und Zunder von Blechen bei hohen Ofentemperaturen sind ein Thema beim Warmumformen. Unbeschichtete St\u00e4hle erfordern Inertgasatmosph\u00e4ren, um die Zunderbildung zu minimieren. Korrosionsbest\u00e4ndige Beschichtungen, wie beispielsweise Aluminium-Silizium, werden h\u00e4ufig auf Stahlbleche aufgebracht, um das Entfernen von Zunder \u00fcberfl\u00fcssig zu machen. Die Zugabe spezieller Legierungselemente kann auch die Korrosion reduzieren und in einigen F\u00e4llen die erforderliche K\u00fchlung reduzieren, um die H\u00e4rte zu erhalten und mehrstufige Umformvorg\u00e4nge zu erm\u00f6glichen.<\/p>

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Metallurgen und Stahlhersteller haben erhebliche Anstrengungen unternommen, um die f\u00fcr das Warmumformen verwendeten Materialien zu verbessern. Abbildung 1 unten zeigt die Beziehung zwischen Dehnung und Zugfestigkeit f\u00fcr Borstahl 22MnB5 im gegl\u00fchten und warmumgeformten Zustand im Vergleich zu anderen Stahlzusammensetzungen wie Weichstahl und konventionellen hochfesten St\u00e4hlen. Das \u00fcberlagerte Temperatur-Zeit-Phasen-Diagramm auf der rechten Seite veranschaulicht die Bedingungen, die zur Herstellung von martensitischem Stahl erforderlich sind, sowie die Zeit- und Temperaturzonen, in denen andere Phasen in 22MnB5 auftreten.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Feige. 1: Materialeigenschaften und K\u00fchlzyklen f\u00fcr 22MnB5.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Vorteile des Hei\u00dfpr\u00e4gens<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Vorteile von hei\u00dfgepr\u00e4gten Strukturbauteilen sind die au\u00dfergew\u00f6hnliche Zugfestigkeit im umgeformten Zustand und die komplexen umformbaren Geometrien. Die erh\u00f6hte Festigkeit der warmgepr\u00e4gten Teile erm\u00f6glicht eine Gewichtsreduzierung der Komponenten durch die Verwendung d\u00fcnnerer Bleche bei gleichzeitiger Beibehaltung der strukturellen Integrit\u00e4t und des Crashverhaltens. Weitere Vorteile sind nachfolgend aufgef\u00fchrt:<\/p>

  1. Weniger F\u00fcgevorg\u00e4nge durch Schwei\u00dfen oder Befestigen.<\/li>
  2. Weniger Teilr\u00fcckfederung und Teilverzug.<\/li>
  3. Weniger Teilefehler wie Risse und Br\u00fcche.<\/li>
  4. Reduzierte Presstonnage im Vergleich zur Kaltumformung.<\/li>
  5. M\u00f6glichkeit, Materialeigenschaften nach Teilzone anzupassen.<\/li>
  6. F\u00e4higkeit zur Verbesserung der erhaltenen Mikrostrukturen.<\/li>
  7. Weniger Arbeitsschritte zum fertigen Produkt.<\/li><\/ol>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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    Wann sollte Hei\u00dfpr\u00e4gen verwendet werden?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tHei\u00dfpr\u00e4gen funktioniert am besten, wenn ultrahochfeste Legierungen mit hoher H\u00e4rtbarkeit, die bei Raumtemperatur sehr schwer umformbar sind, hohe Produktanforderungen erf\u00fcllen sollen. Als vorherrschendes Beispiel werden kohlenstoffarme borlegierte St\u00e4hle und andere Stahllegierungen mit fortschrittlichen Zusammensetzungen verwendet, um wei\u00dfe Karosserieteile f\u00fcr Personenkraftwagen herzustellen, wie beispielsweise S\u00e4ulen, Sto\u00dff\u00e4nger, T\u00fcrtr\u00e4ger und Dachreling. Siehe Abbildung 2 unten f\u00fcr Beispielteile, die f\u00fcr den Leichtbau geeignet sind.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Feige. 2: Wei\u00dfe K\u00f6rperteile, die zum Hei\u00dfpr\u00e4gen geeignet sind<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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    Die Zahl der warmumgeformten Karosserieteile und der Grad der Gewichtsreduzierung nehmen in diesem hart umk\u00e4mpften und streng regulierten Markt weiter zu.<\/p>

    <\/p>

    Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und anderen aufstrebenden M\u00e4rkten beginnen die Vorteile einer h\u00f6heren Festigkeit und eines geringeren Gewichts zu erfahren, die durch das Hei\u00dfpr\u00e4gen schwer umformbarer fortschrittlicher Legierungen m\u00f6glich werden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tProzess\u00fcberlegungen\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tDie Entscheidung, ob Hei\u00dfpr\u00e4gen das bevorzugte Verfahren zur Teileherstellung ist, ist eine komplexe Herausforderung. Dabei m\u00fcssen Produktionsmengen, Produktionsraten, Teilekosten, Teilefunktion und Fertigungstoleranzen ber\u00fccksichtigt werden. Besondere Aufmerksamkeit ist bei der Auswahl der geeigneten Materialqualit\u00e4t erforderlich, die von dem W\u00e4rmebehandlungsprozess profitieren kann, um das bestm\u00f6gliche Teil zu produzieren. Vorgeformte und Tailored Blanks sind oft w\u00fcnschenswert, um optimale Materialeigenschaften der Teile zu erhalten. Warmumgeformte Teile sind oft zu hart, um in einer Presse bes\u00e4umt zu werden, so dass nach dem Umformen m\u00f6glicherweise ein spezielles Laserbeschneiden erforderlich ist.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tAlternative Verfahren\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Zu den Verfahren, die \u00e4hnliche Ergebnisse erzielen k\u00f6nnen, geh\u00f6ren:<\/p>

    <\/p>

    Stanzen von Metall<\/em><\/strong> [Kalt]: Wenn das zu formende Material bei Raumtemperatur ausreichend dehnbar ist, k\u00f6nnen \u00e4hnliche hochfeste Teile hergestellt werden, ohne dass das Blech erhitzt und gegl\u00fcht werden muss. Herk\u00f6mmlichere Konstruktionsmethoden f\u00fcr Teile und Formen zur Handhabung der R\u00fcckfederung sind in der Regel erforderlich, um genaue Teile herzustellen.<\/p>

    <\/p>

    Warmpr\u00e4gen: Wird normalerweise<\/em><\/strong> f\u00fcr Nichteisenlegierungen verwendet, die bei Raumtemperatur schwer umformbar sind. Nach der Umformung ist h\u00e4ufig ein kontrollierter Abk\u00fchl- und Alterungsprozess erforderlich, um l\u00f6sungsgeh\u00e4rtete Mikrostrukturen wiederherzustellen, die vorhanden sind, bevor das Blech durch Erhitzen gegl\u00fcht wird.<\/p>

    <\/p>

    Hydroforming:<\/em><\/strong> Ein fortschrittliches Verfahren zum Umformen von Blechen und Rohren, das hydraulischen Druck anstelle eines festen Stempels verwendet, um Geometrien herzustellen, die nicht zum Stanzen geeignet sind, einschlie\u00dflich hinterschnittener oder ausgebeulter Formen.<\/p>

    <\/p>

    Fertigung:<\/em><\/strong> F\u00fcr Prototyping oder Kleinserien k\u00f6nnen Teile aus mehreren Blechen durch Schwei\u00dfen oder andere F\u00fcgeverfahren hergestellt werden. In den meisten F\u00e4llen ist die Fertigung nur dann sinnvoll, wenn das Produktionsvolumen nicht hoch genug ist, um die Kosten f\u00fcr dedizierte Werkzeuge zu rechtfertigen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tHei\u00dfpr\u00e4geprozess\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    \u00dcberblick<\/strong><\/h3>

    Beim Warmumformen werden ultrahochfeste St\u00e4hle, die erw\u00e4rmt und in Form gebracht wurden, schnell abgeschreckt. Der Prozess beginnt mit dem Entstapeln eines Rohlings, der zum Erhitzen in einen Ofen oder Ofen geladen wird. Der erhitzte Rohling wird von einem Pressenzuf\u00fchrsystem an eine hydraulische Hei\u00dfpr\u00e4gepresse<\/a> \u00fcbergeben, die sich schlie\u00dft, um sehr schnell eine Tonnage zu erzeugen, und das Teil dann h\u00e4lt, bis es abgek\u00fchlt ist. Nach Abschluss dieses Vorgangs wird das geh\u00e4rtete Bauteil automatisch von einem Pressenentladesystem zur Endbearbeitung aus der hydraulischen Presse entladen. Abbildung 3 unten zeigt die Grundelemente des Hei\u00dfpr\u00e4gens.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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    <\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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    Feige. 3: Direkte und indirekte Hei\u00dfpr\u00e4geprozesselemente<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tDirektes Hei\u00dfpr\u00e4gen ist in der Industrie verbreiteter. Beim indirekten Hei\u00dfpr\u00e4gen wird vor dem Erhitzen ein Kaltumformschritt hinzugef\u00fcgt.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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    Erfolgsfaktoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Direktes Hei\u00dfpr\u00e4gen ist in der Industrie verbreiteter. Beim indirekten Hei\u00dfpr\u00e4gen wird vor dem Erhitzen ein Kaltumformschritt hinzugef\u00fcgt.<\/p>

    Eine umfassende Betrachtung aller Parameter, die das Hei\u00dfpr\u00e4gen beeinflussen, w\u00fcrde den Rahmen dieser Arbeit sprengen. Stattdessen werden wir uns einige Schl\u00fcsselfaktoren ansehen, die sich gut f\u00fcr eine akzeptable Prozess\u00f6konomie eignen: Materialeigenschaften, Abschreckwerkzeuge, Produktionsraten und Fehlerreduzierung.<\/p>

    <\/p>

    Materialeigenschaften:<\/em><\/strong><\/p>

    Eine hohe Materialh\u00e4rtbarkeit f\u00fchrt zu einer h\u00f6heren Festigkeit, die das Gewicht des Teils direkt reduziert. Im Automobilsektor bedeutet dies einen geringeren Kraftstoffverbrauch und eine erh\u00f6hte Sicherheit der Passagiere. Hohe Zugfestigkeit ist nicht die einzige Anforderung. Die Crashfestigkeit h\u00e4ngt auch von den energieabsorbierenden duktilen Stahleigenschaften ab, die in Knautschzonen vorhanden sind. Hochfeste St\u00e4hle m\u00fcssen beide dieser Ziele erf\u00fcllen. Schl\u00fcsselmethoden, um diese Ergebnisse zu erzielen, sind Tailored Blanks und die zonenbasierte W\u00e4rmebehandlung im Abschreckwerkzeug.<\/p>

    <\/p>

    Form- und Abschreckwerkzeuge:<\/em><\/strong><\/p>

    Ein gut konstruiertes Form- und Abschreckwerkzeug ist entscheidend f\u00fcr den Erfolg des herzustellenden Teils. Hochfeste Zonen m\u00fcssen schnell abgeschreckt werden, um die gew\u00fcnschten Materialeigenschaften zu erzielen. Isolierte Komponentenzonen, die duktilere Eigenschaften erfordern, werden langsamer abgek\u00fchlt und in einigen F\u00e4llen wird das Werkzeug erhitzt, um die richtige Mikrostruktur zu erreichen. Spezialisierte Warmarbeitsst\u00e4hle, die den H\u00e4rten wiederholter thermischer Zyklen standhalten, sind erforderlich, um den Werkzeugverschlei\u00df zu minimieren und Werkzeugausf\u00e4lle zu reduzieren. Die Arbeitsfl\u00e4chen des Werkzeugs werden oft durch Nitrieren und andere Materialabscheidungstechniken geh\u00e4rtet, um Abrieb zu widerstehen und die Werkzeugstandzeit zu erh\u00f6hen.<\/p>

    <\/p>

    Produktionsraten:<\/em><\/strong><\/p>

    Das Pressh\u00e4rten ist ein wesentlich langsamerer Prozess als das herk\u00f6mmliche Stanzen, haupts\u00e4chlich aufgrund der Zeit, die zum Abschrecken des Teils erforderlich ist. Typische Presszyklusgeschwindigkeiten betragen 10 bis 30 Sekunden, wobei dickere Materialien aufgrund der zus\u00e4tzlichen Zeit, die zum Abschrecken ben\u00f6tigt wird, l\u00e4nger dauern. Eine zus\u00e4tzliche Verz\u00f6gerung kann auch auf die Notwendigkeit des Laserbeschneidens zur\u00fcckgef\u00fchrt werden, wenn das abgeschreckte Teil zu hart f\u00fcr das Bes\u00e4umen und Stanzen nach der Bearbeitung ist. Eine Technik, die verwendet wurde, um die Zykluszeiten zu verk\u00fcrzen, ist die Zugabe von Silizium zu der Legierungszusammensetzung, die Austritte mit h\u00f6herer Abschrecktemperatur erm\u00f6glicht, um eine schnellere mehrstufige Umformung mit Hei\u00dfpressstanzen und -trimmen zu erm\u00f6glichen.<\/p>

    <\/p>

    Fehlerreduzierung:<\/em><\/strong><\/p>

    Das Warmumformen wird aufgrund des Gl\u00fchprozesses, der das Umformen tiefer und komplexer Formen erm\u00f6glicht, aber hohe Temperaturen bedeuten klebrigen Stahl, einen Hallpass auf R\u00fcckfederung als Fehler. Die hohe Temperatur bedeutet auch, dass das Blech nicht geschmiert werden kann und Reibung ein erhebliches Problem darstellt. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen Materialbeschichtungen, die verwendet werden, um Entkohlung und Zunderbildung w\u00e4hrend des Erhitzens des Rohlings zu verhindern, f\u00fcr die Werkzeugoberfl\u00e4chen sehr abrasiv sein. Daher ist es wichtig, die Reibung zu beherrschen, um eine \u00fcberm\u00e4\u00dfige Verd\u00fcnnung, Spaltung und Rissbildung im Teil sowie \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Werkzeugverschlei\u00df durch den Abrieb zu vermeiden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tTeile- und Werkzeugkonstruktion zur Vermeidung von Defekten\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Die Konstruktion von Teilen und Presswerkzeugen zur Reduzierung und Vermeidung von Fehlern w\u00e4hrend des Warmumformungsprozesses konzentriert sich in erster Linie auf die Aufrechterhaltung der Umformtemperaturen und die Kontrolle des Materialflusses. Wenn das Blech zu schnell abk\u00fchlt, bevor die Umformung abgeschlossen ist, kommt es wahrscheinlich zu einer Verh\u00e4rtung und Rissbildung des Teils. Wenn die Reibung bei der Umformung nicht effektiv gesteuert oder reduziert werden kann, werden die Teile Falten bilden. <\/p>

    <\/p>

    Die Minimierung der negativen Auswirkungen von Reibung und die Aufrechterhaltung des Materialflusses sind eine gro\u00dfe Herausforderung beim Hei\u00dfpr\u00e4gen. Die hohen Temperaturen lassen die Verwendung von Umformschmierstoffen nicht zu und das Metall wird im hei\u00dfen Zustand sehr weich und klebrig. Bei der Konstruktion sollte versucht werden, den Oberfl\u00e4chenkontakt zwischen der Teilegeometrie und dem Blechzuschnitt so weit wie m\u00f6glich zu minimieren. Eine Minimierung des Kontakts erm\u00f6glicht einen freieren Materialfluss. Allerdings muss der Fluss w\u00e4hrend des Zyklus auch kontrolliert werden, um Faltenbildung am Flansch und eine Fehlausrichtung des Teils zu verhindern. <\/p>

    <\/p>

    Eine weitere gro\u00dfe Herausforderung ist es, das Blech hei\u00df genug zu halten, um H\u00e4rten und Risse w\u00e4hrend des Umformprozesses zu vermeiden. Die Kontraktion des Materials w\u00e4hrend der Abk\u00fchlung kann die Kontrolle der Teilegeometrie erschweren. Hinzu kommt der Werkzeugverschlei\u00df durch Abrieb und thermische Wechselbeanspruchung, der die Lebensdauer des Werkzeugs verk\u00fcrzen und die Qualit\u00e4t der Teile beeintr\u00e4chtigen kann. Warmarbeitsst\u00e4hle sind in der Regel erforderlich, um die Auswirkungen von Temperaturschocks, Verformung und Verschlei\u00df zu minimieren. Der Verschlei\u00df kann durch eine geh\u00e4rtete Oberfl\u00e4chenbehandlung, wie z.B. Nitrieren, in den fertigen Matrizen weiter reduziert werden. Die Aufrechterhaltung einer guten Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t erm\u00f6glicht schnelle Zykluszeiten und eine kontrolliertere H\u00e4rtung der Teile beim Abschrecken. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Einige g\u00e4ngige Techniken zur F\u00f6rderung eines erfolgreichen Teile- und Werkzeugdesigns sind unten in Tabelle 2 aufgef\u00fchrt.<\/p>

    Design-Element<\/strong><\/p><\/td>

    Kontrollierte Ausgabe<\/strong><\/p><\/td><\/tr>

    Minimieren Sie den Kontakt zwischen Stumpf und Rohling<\/p><\/td>

    Reduzierung der Reibung<\/p><\/td><\/tr>

    Pads mit offenem Spalt auf Flanschen<\/p><\/td>

    H\u00f6he der Falten begrenzen<\/p><\/td><\/tr>

    Pads mit geschlossenem Spalt auf Flanschen<\/p><\/td>

    B\u00fcgelfalten<\/p><\/td><\/tr>

    Zentralisierte Stick Pads<\/p><\/td>

    Leerer Ort<\/p><\/td><\/tr>

    Nadel- oder Kantenlehren<\/p><\/td>

    Seitliche Verschiebung<\/p><\/td><\/tr>

    Dynamisches Ausmessen<\/p><\/td>

    Schrumpfung<\/p><\/td><\/tr>

    Oberfl\u00e4chenh\u00e4rtung von Gesenken<\/p><\/td>

    Werkzeugverschlei\u00df \/ Zykluszeit<\/p><\/td><\/tr>

    Begrenzen Sie die Verwendung von Druckpolstern<\/p><\/td>

    Reduzierung der Reibung<\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

    Tabelle 2: Strategien f\u00fcr das Design von Teilen und Werkzeugen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tAktualisiert im September, 2021<\/i>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tDr\u00fccken Sie Konfiguration\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Grundparameter<\/strong><\/h3>

    Die Konfiguration einer Presse zur Herstellung von Warmumformteilen beginnt mit den Anforderungen an den Teileherstellungsprozess. Die Konfiguration erfordert Informationen zu Materialtyp, Teilespezifikationen, Produktionsvolumen, Produktionsgeschwindigkeit und Zielpreis. Diese Faktoren haben dann direkten Einfluss auf die Handhabungs-, Umform- und Abschreckanforderungen, die wiederum die Spezifikationen der Anlage und des Werkzeugs beeinflussen. Ein Diagramm der Temperatur gegen\u00fcber der Prozesszeit unten veranschaulicht die Schritte im Prozess, die die Prozessanforderungen und die erreichbare Produktionsrate bestimmen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Feige. 4: Temperatur vs. Prozesszeit bei der Warmumformung<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Beim Kauf einer Hei\u00dfpr\u00e4gepresse oder einer vollautomatischen Hei\u00dfpr\u00e4gepressenlinie sind mehrere Schl\u00fcsselvariablen zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>

    1. Hydraulik- und Steuersysteme f\u00fcr eine Hei\u00dfpr\u00e4gepresse m\u00fcssen vollst\u00e4ndig programmierbar sein und eine wiederholbare Tonnagesteuerung bieten. Aus diesem Grund verwenden viele Hei\u00dfpr\u00e4geanwendungen servohydraulische Pressen. Bei diesen Systemen muss das \u00d6l extrem sauber sein und es kann sich lohnen, zus\u00e4tzlich zu den Standard-Patronenfiltern Online- oder Offline-Filtersysteme in Betracht zu ziehen.<\/li>
    2. Servohydraulik ist im Allgemeinen viel komplizierter in der Konstruktion, und die meisten Kunden freuen sich \u00fcber eine Remote-Verbindung vom OEM zur Presse, um bei der Fehlersuche zu helfen.<\/li>
    3. Obwohl es viele verschiedene Schaltungsdesigns gibt, m\u00f6chte die Presse typischerweise einen Vorpresskreislauf haben, der bei Bedarf schnell auf das Pressen mit voller Tonnage umgestellt werden kann.<\/li>
    4. Da Hei\u00dfpr\u00e4gepressen teuer sind und in der Regel mehrere Produkte mit mehreren Werkzeugen verarbeiten m\u00fcssen, sind Werkzeugwagen zusammen mit automatischen Werkzeugspannsystemen beliebt, um die Werkzeugwechselzeit zu reduzieren und die Jahresproduktion zu maximieren.<\/li><\/ol>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t
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      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
      Feige. 5: Macrodyne 1000 Tonnen Hei\u00dfpr\u00e4gepressenlinie<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tBettgr\u00f6\u00dfe\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

      Das Bett einer Presse muss in der Lage sein, die Stellfl\u00e4che des gr\u00f6\u00dften erwarteten Werkzeugsatzes aufzunehmen. Bei rechteckigen oder komplexen Rohlingsformen bestimmt die Ausrichtung des Teils innerhalb des Betts die Gesamtbettabmessungen. Eine grobe Sch\u00e4tzung der Bettgr\u00f6\u00dfe kann anhand der Rohlingsgr\u00f6\u00dfe berechnet werden. Ein breiter Zugang zum Bett von allen vier Seiten einer Hei\u00dfpr\u00e4gepresse ist vorteilhaft f\u00fcr den automatisierten Materialtransfer und schnelle Werkzeugwechsel.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

      \n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tTonnagen und Geschwindigkeiten\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

      Das Steuerungssystem f\u00fcr eine hydraulische Hei\u00dfpr\u00e4gepresse sollte eine vollst\u00e4ndig programmierbare und wiederholbare Tonnagesteuerung erm\u00f6glichen, um den Prozess zu optimieren und den Energieverbrauch zu senken. Die Presse sollte in der Lage sein, gen\u00fcgend Tonnage zu produzieren, um das Teil zu formen und zu halten\/zu h\u00e4rten, aber zu hohe Tonnage sollte vermieden werden. Eine \u00fcber das erforderliche Ma\u00df hinaus aufgebrachte Tonnage kann zu \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Energieverbrauch und Werkzeugverschlei\u00df f\u00fchren. Ein typischer Bereich f\u00fcr Hei\u00dfpr\u00e4getonnage liegt zwischen 500 und 1500 Tonnen.<\/p>

      <\/p>

      Der erhitzte Rohling beginnt sofort nach dem Entfernen aus dem Ofen schnell abzuk\u00fchlen, daher ist es wichtig, dass die Presse schlie\u00dft und Tonnage erzeugt, um das Teil sehr schnell zu formen. Das automatisierte Laden von Teilen erfordert typischerweise, dass die Presse um einen betr\u00e4chtlichen Betrag ge\u00f6ffnet ist, um einen ausreichenden Spielraum zu erm\u00f6glichen. Dieser gro\u00dfe Freiraum macht es noch wichtiger, dass die Presse sehr schnell \u00f6ffnen und schlie\u00dfen kann. Typischerweise werden Schlie\u00dfgeschwindigkeiten von 500 bis 1.000 mm pro Sekunde ben\u00f6tigt. Schnelle R\u00fccklaufgeschwindigkeiten sind etwas langsamer, aber optimiert, um die Zykluszeiten zu reduzieren.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tSchlaganfall und Tageslicht\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tZwischen dem vollst\u00e4ndig eingefahrenen Stempel und der Matrizenfl\u00e4che muss gen\u00fcgend Tageslicht vorhanden sein, um das Fertigteil aus der Presse entnehmen zu k\u00f6nnen. In der Praxis bedeutet dies Tageslicht, das etwa dem Dreifachen des Pressenhubs entspricht. Wenn eine Presse verwendet wird, um mehr als ein Teil zu produzieren, sollten Hub und Durchgang das gr\u00f6\u00dfte erwartete Werkzeug aufnehmen. M\u00f6glicherweise sind zus\u00e4tzliche Abst\u00e4nde erforderlich, um die Werkzeugk\u00fchlung, die Werkzeugerw\u00e4rmung, den Zugang zu Robotern oder Zuf\u00fchrungen und Schnellwechselwerkzeuge aufzunehmen.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\tErweiterte F\u00e4higkeiten\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t
      \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

      Einige erweiterte Hei\u00dfpr\u00e4gefunktionen umfassen:<\/p>

      1. Mehrstufige Umformung vor dem Abschrecken durch Verwendung fortschrittlicher St\u00e4hle, die den Verlust von Martensit bei h\u00f6heren Temperaturen verhindern.<\/li>
      2. Hei\u00dfstanzen und Hei\u00dfbes\u00e4umen vor dem Abschrecken und Teilh\u00e4rten.<\/li>
      3. Induktions\u00f6fen, die Rohlinge nach Teilzonen auf unterschiedliche Temperaturen vorw\u00e4rmen k\u00f6nnen, um Teile mit mehreren Mikrostrukturen herzustellen.<\/li><\/ol>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
        \n\t\t\t\t
        \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

        Bildreferenzen<\/strong><\/p>

        1. Feige. 1: HS101-F1, Garcia Aranda L, Chastel Y, Fernandez Pascual J, Dal Negro T, 2002 Experimente und Simulation des Warmumformens von abschreckbaren St\u00e4hlen. Fortschrittliche Technologie der Plastizit\u00e4t 2, 1135-40<\/li>
        2. Feige. 2: HS101-F2, A. Nagathan und L. Penter, Kapitel 7: Hei\u00dfpr\u00e4gen“, in Sheet Metal Forming Processes and Applications (T. Altan und A. Tekkaya, Hrsg.), S. 153{163, ASM International, 2012.<\/li>
        3. Feige. 3: HS101-F3, H. Engels, O. Schalmin, C. M\u00fcller-Bollenhagen, \u201eSteuerung und \u00dcberwachung des Warmumformprozesses borlegierter Verg\u00fctungsst\u00e4hle\u201c, Internationale Konferenz \u201eNeue Entwicklungen in der Blechumformung\u201c Technologie\u201c, S. 135~150, Stuttgart Deutschland, 2006<\/li>
        4. Abb. 4: HS101-F5, Erhardt, R., Boke, J.: Industrial application of hot forming press simulation,1st<\/sup> International Conference on Hot Sheet Forming of High-Performance, Steel, Kassel, Germany, (2008) pp. 83-88.<\/li>
        5. Feige. 5: HS101-F6, Macrodyne 1000 Tonnen Hei\u00dfpr\u00e4gepressenlinie<\/li><\/ol>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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          Das Warmumformen, in Europa als Pressh\u00e4rten bekannt, und in Asien Hei\u00dfpressumformen, ist ein thermisches Umformverfahren f\u00fcr Bleche, bei dem w\u00e4hrend des Umformprozesses eine Umformung und eine metallurgische W\u00e4rmebehandlung erfolgen.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":33602,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[98],"tags":[],"class_list":["post-13408","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-weise-papiere"],"acf":[],"yoast_head":"\nHei\u00dfpr\u00e4gen 101 | Macrodyne<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/macrodynepress.com\/de\/heisspraegen-101\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" 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